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Equipos FlotantesUNIDADES MÓVILES DE PERFORACIÓN MARINA.
Las unidades originales de perforación marina fueron simplemente equipos de perforación terrestres colocadas sobre una estructura para perforar, usándose las mismas técnicas desarrolladas en tierra. Se les denomina móviles de perforación a los equipos convencionales montados sobre plataformas autoelevables, semisumergibles y barcos perforadores. Las técnicas desarrolladas fueron utilizadas por algún tiempo, mas la necesidad de perforar en aguas más profundas crearon al nuevo Ingeniero de diseño de estructuras costa afuera y junto con los nuevos conceptos de ingeniería se crearon una nueva camada de equipos de perforación ahora ya conocidos, tales como: sumergible (o barcaza), plataforma autoelevable, semisumergible y barco perforador, como se ilustran en la figura siguiente.
Junio, 2002
PLATAFORMA
FIJA
PLATAFORMA
PLATAFORMA SEMISUMERGIBLE
EQUIPOS FLOTANTES
Barcos Perforadores
Barco perforador, como su nombre lo indica, es una unidad con forma de barco usada para perforar.
Barcos Perforadores
Barco perforador, como su nombre lo indica, es una unidad con forma de barco usada para perforar.
Los primeros barcos perforadores fueron unidades convertidas, de: barcazas, barcos graneleros, barcos tanques o barcos abastecedores. Esta práctica casi desapareció para dar paso al nuevo diseño y construcción de barcos perforadores especializados, tales como el Glomar Challenger o el Discoverer de la Offshore.
Los barcos perforadores son los más móviles de todas las unidades de perforación marina, pero también son los menos productivos. La configuración que les permite alta movilidad les resta eficiencia al perforar. Ver figura 6.
Junio, 2002
Barco de perforación
Los barcos perforadores se usaron extensamente para llenar el espacio de capacidad entre los equipos Jack-up y el semisumergible, y son los que han perforado en aguas más profundas.
El movimiento vertical es el mayor problema cuando se usa una unidad flotante. El barco perforador, debido a su superficie de contacto con el mar, desarrolla respuestas muy grandes de movimiento vertical comparado con el semisumergible. Ha sido posible reducir el rol en los barcos por medio de tanques estabilizadores, pero no se ha podido reducir el movimiento vertical.
El anclaje de los barcos perforadores es similar al empleado por los semisumergibles.
Los barcos perforadores son herramientas versátiles pero deben ser considerados para usarse en áreas con olas de poca altura y vientos con bajas velocidades.
Junio, 2002
Barco de perforación
Es muy semejante a un barco que navega con propulsión propia. Este cuenta con un sistema de anclaje el cual es monitoreado por un sistema de control, que permite que el barco permanezca estable en el lugar de perforación. El barco perforador es utilizado en aguas profundas arriba de los 350 m. Además, tienen una mayor movilidad que todas las unidades de perforación.
Hay varios barcos de perforación que se han utilizado para perforar, como el Glomar Challenger o el Discoverer Offshore.
Un sistema adicional que ha sido desarrollado sobre un barco de perforación denominado el sistema Turrent. Este sistema ha sido usado exitosamente sobre los Discoverer ll y lll de la compañía Offshore,.
Cuenta con un sistema de anclaje monitoreado por un sistema de control, que permite que el barco permanezca estable. Es utilizado en aguas de más de 350 m. Tienen mayor movilidad que todas las unidades de perforación, pero el peso es el mayor problema.
Junio, 2002
BARCO DE PERFORACIÓN: “ESSAR DISCOVERER 1”
Barco perforador autopropulsado, se construyo en 1977 y esta clasificado por el ABS como unidad de perforación AIEM Y AMS sin restrinciones.
Longitud total: 115.99 m
Ancho total: 21.33 m
Calado : 3.90 m
Tonelaje bruto: 5970 ton.
Contra pozo: 6.1 m
Con capacidad de perforar a 7,000 m en tirantes de agua de 457 m.
Malacate:
Marca Continental Emsco, modelo C-2, Tipo II cable 1 1/2” operado por 2 motores eléctricos EMD-74 de 1000 H.P; malacate de sondeo capacidad de 20,400 pies con cable de 9/16”; Freno electromagnético “Magco” Baylor modelo 7838.
Junio, 2002
ROTARIA:
Continental Emsco, modelo T4950 con 49 1/2”, operada independientemente con un motor Eléctrico EMD-74 de 1000 H.P.
POLEA VIAJERA:
Continental Emsco, modelo RA-60-6 con seis poleas de 60” diámetro, ranuradas para cable de 1 1/2”, con gancho BJ modelo 5500 con capacidad para 500 ton.
CORONA:
Piramid modelo, modelo 650 K con siete poleas de 60” diámetro ranurado, para cable de 1 1/2”, capacidad para 650 ton.
UNIÓN GIRATORIA:
Continental Emsco, modelo LB-650 con capacidad para 650 ton. con enroscador de la flecha, marca International, modelo AGC-2.
Junio, 2002
MÁSTIL:
Marca Piramid de 170´, 40´x40´ dinámico galvanizado con capacidad para 1,300,000 lbs de carga estática al gancho y para soportar vientos de 150 kph. Capacidad de estiba de 5,480 m de tubería de perforación de 5”, con sistema semiautomatico de estiba, marca BJ, tipo V-3A-FQ-185.
COMPENSADOR DE MOVIMIENTO VERTICAL:
Drilling System modelo C, con carrera de 20 pies y capacidad para 400,000 lbs de compensación al gancho.
BOMBAS DE LODOS:
Dos bombas Triplex marca Continental Emsco FA 1600, cada una operada con dos motores eléctricos GE 752 de 1000 H.P. y bombas centrífugas 5 x 8” marca Harrisburg de precarga con motores eléctricos de 60 H.Pa 1,150 rpm.
UNIDAD DE CEMENTAR:
Marca Dowell Schlumberger modelo CPS361, para presiones de descarga 15,000 psi, con dos máquinas diesel 8 V-71, con computadora Panasonic CF25.
Junio, 2002
PREVENTORES: ...
Conjunto de preventores submarinos marca Shaffer de 18 3/4” 10,000 psi, para operación en ambiente de H2S, consiste de lo siguiente:
Dos preventores dobles Shaffer tipo “LWS” de 18 3/4” 10,000 psi, con cuatro salidas laterales de 3 1/8” con el arreglo siguiente:
Arietes ciegos de corte, arietes variables de 3 1/2”- 7 5/8” superiores, arietes fijos de 5”, arietes variables de 3 1/2”- 7 5/8” inferiores.
Dos preventores anulares, tipo esférico, marca Shaffer de 18 3/4”, 5000 psi. tipo “Wedge cover”.
Conector hidráulico, marca Vetco de 18 3/4”, 10,000 psi, tipo “H-4” estilo “E”, con perfil para anillo sellador BX-164.
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PREVENTORES:
Cuatro válvulas de seguridad marca Mc Evoy de 3 1/16”, modelo EDU 10,000 psi, para líneas de matar y estrangular.
Una junta esférica, marca Vetco de 21”, tipo 2 para 10 grados de inclinación sencilla.
Un conector de conductor marino marca Vetco con líneas de matar y estrangular, 18 3/4”, 10,000 psi, H-4.
Armazon guía para aparejo de preventores con cuatro postes guías a un radio de 6 pies.
Dos múltiples amarillo y azul (PODS), tipo RHFS-14-21-DF, marca Koomey cada uno con 42 líneas, y carretes de manguera de los múltiples cada uno.
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UNIDAD DE CONTROL DE LOS PREVENTORES:
Marca Koomey, modelo 26700-35 de 3,000 psi consiste de lo siguiente:
Sistema de acumuladores Mod. 26700-35 de (72) botellas acumuladoras cada una de 11 galones. Capacidad para 627 galones a 3000 psi. de presión.
Tanque de reserva de 100 galones de capacidad.
Tres bombas triplex eléctricas, modelo T360 cada una de 13 GPM y 3,000 psi.
Tres Bombas neumáticas de 3.5 GPM, 3,000 psi., tipo UGA25W.
Dos tableros de control remoto marca koomey uno en el piso de perforación y otro en la caseta del ITP.
Tablero de control del perforador , marca Koomey.
MULTIPLE DE ESTRANGULACIÓN:
Para H2S de 3 1/16” 10,000 psi completo con dos estranguladores ajustables, marca Swaco con tablero de control remoto.
Junio, 2002
DESVIADOR DE FLUJO:
(DIVERTER) Marca Reagan, tipo KFDS de 200 psi con dos líneas una de 14”. Válvulas de operación hidráulica, con panel de control remoto.
CONDUCTOR MARINO:
Cuenta con una junta telescópica, marca Vetco, conductor marino Vetco MR-GL de 21” D.E completo con líneas de matar y estrangular integradas de 3” D.I y capacidad 10,000 psi y junta esférica marca Vetco. Un tramo de 50 pies (15 m) en el aire y sin flotadores pesa 16,000 lbs (7 tons).
SISTEMA TENSIONADOR:
Ocho tensionadores de conductor marino marca Houston system 80k, con carrera de 12.5 pies x 4 y capacidad de 80,000 lbs cada uno con poleas de 52” y cables de 1 3/4”.
Seis tensionadores de cables guía marca Houston system 16k con carrera de 10 pies x 4 y capacidad de 16,000 lbs cada uno, poleas de 28” D.E y cables de 3/4”.
Sistema de alta presión hidroneumático para operaciones de los tensionadores con 24 botellas de 275 galones c/u y 2,400 psi con tablero de control marca Rucker.
Junio, 2002
SISTEMA DE ANCLAJE
4 Malacates dobles, marca Electro Hydraulic capacidad de 300,000 lbs de tensión, operación hidraulica, con controles locales individuales en los malacates y sistema indicador de tensión Martin Decker Dynaline.
8 Anclas marca LWT de 30,000 lbs cada una.
10 cadenas de anclaje 700 m c/u de 2 1/2”, tipo Stud link.
8 cables de acero cada uno de 1940 pies y 2 1/2” diámetro.
8 boyas
Se utilizó el Barco Posicionador Seacor Lousiana, con potencia hidráulica de 12,280 BHP a 900 rpm.
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POSICIÓN FINAL DE LAS ANCLAS DEL B/P ESSAR DISCOVERER 1
Junio, 2002
EQUIPOS FLOTANTES
Plataforma Semisumergibles
Como su nombre lo indica, es una unidad perforadora, soportada por columnas y pontones.
2643.bin
SEMISUMERGIBLES
Una de las primeras semisumergibles fue la Blue Water, la cual fue convertida en 1961 a partir de una sumergible mediante la adición vertical de columnas para flotación.
Hoy en día las semisumergibles están diseñadas para la operación en aguas profundas superiores a los 500 m. Por lo tanto, están sujetas a condiciones marinas severas y altos vientos. Constan de tres o cuatro patas en cada costado unidas en su parte inferior por pontones, los cuales almacenan agua de mar en su interior, permitiéndole la inmersión. El equipo permanece con una parte inmersa y con la otra a la intemperie. La unidad se sujeta por medio de anclas al fondo marino.
Los Preventores y el cabezal se instalan en el fondo marino y la comunicación entre la plataforma y el pozo es a través del riser de perforación.
Una Semisumergible posicionada dinámicamente puede operar en aguas profundas de hasta 500 m, pero el yacimiento tendría que ser muy productivo para justificar los gastos de combustible.
Junio, 2002
SEMISUMERGIBLES
Estas plataformas realizan actividades relacionadas con la exploración y perforación de pozos, así como para el apoyo de operaciones de mantenimiento de instalaciones existentes. A pesar de la gran variedad de diseños de semisumergibles, pueden ser clasificadas en 2 grupos principales: 1) con columnas conectadas a zapatas o pontones separadas, y 2) con pontones gemelos. Estas columnas soportan a una sola cubierta la cual aloja el equipo e instalaciones necesarios para realizar su función.
Estas plataformas cuentan con sistemas de propulsión propios ubicados en los pontones, en otras palabras, son autopropulsables.
Los miembros principales (pontones) se encuentran sumergidos, lo cual permite incrementar el periodo fundamental en sustentación de la estructura, evitando la resonancia con el oleaje. También reduce las cargas laterales generadas por dicho oleaje. Esta reducción en la carga, se debe a que los miembros principales del casco se localizan a una elevación en la que la energía del oleaje es menor.
Junio, 2002
SEMISUMERGIBLES
La configuración general de un semisumergible, consiste de dos cascos inferiores longitudinales, los cuales son usados como compartimentos de lastre para obtener el calado para perforar. Estos cascos inferiores son también los cascos primarios, gracias a éste, el equipo ofrece menos resistencia al remolque y proporciona una mayor estabilidad., cuando el equipo está en tránsito. En virtud de su tamaño y configuración, el semisumergible ofrece baja resistencia al remolque, al mismo tiempo que tiene una gran estabilidad.
Existen otros diseños de semisumergibles, tales como: el diseño triangular, usado en la serie Sedco, o con 4 cascos longitudinales como los usados en la serie Odeco y el de 5 pontones del equipo Pentagone, diseñado por franceses.
La unidad Pentagone es posiblemente, la de más éxito de los tipos de cascos múltiples porque ofrece una simetría única y uniformidad de características de estabilidad.
Los semisumergibles permiten que la perforación se lleve a cabo en aguas muy profundas y son mantenidos en localización ya sea por sistemas convencionales de anclaje o por posicionamiento dinámico. El sistema convencional de anclaje consiste normalmente de 8 anclas colocadas en un patrón abierto y conectadas al casco por medio de cadenas o cables de acero o una combinación de los dos.
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SEMISUMERGIBLES
Debido a la masa sumergida del semisumergible, el rol y el cabeceo son de pequeña amplitud. El movimiento vertical es el que causa problemas a los semisumergibles. Por los esfuerzos a los que se somete la sarta de perforación cuando la unidad está moviéndose verticalmente, el semisumergible que tiene una respuesta pequeña al movimiento vertical es considerado como el más adecuado.
El movimiento vertical se genera como una respuesta al plano de flotación expuesto. Mientras más pequeño sea el plano de flotación, más pequeño será el movimiento vertical. Esto se consigue en el semisumergible, sumergiendo los cascos inferiores y flotando al nivel de las columnas.
Con la reducción de plano de flotación para disminuir el movimiento vertical, se reduce también la estabilidad de la unidad. Por lo tanto los diseñadores deben llegar a establecer una relación adecuada entre los valores aceptables de estabilidad y movimiento vertical.
Junio, 2002
SEMISUMERGIBLES
Otra consideración en el diseño y operación de un semisumergible, es la propulsión. La autopropulsión envuelve una inversión grande inicial, la cual puede ser recuperada en un período razonable de tiempo si lo que se requiere es tener movilidad, pero si se considera que una vez que la unidad llega a su localización permanece en esa área por largo tiempo, las unidades de propulsión, no sólo no son necesarias, sino que además ocupan espacio y capacidad de carga muy valiosas.
Factores para seleccionar un semisumergible:
a).- Profundidad del agua.
c).- Datos del medio ambiente.
d).- Características de movimiento de la unidad.
e).- Capacidad de almacenamiento de materiales de consumo.
f).- Movilidad de la unidad.
Junio, 2002
Semisumergibles.
Este tipo de plataforma evolucionó a partir de la sumergible, varias están diseñadas para operar, ya sea descansando en el fondo del mar o totalmente a flote.
Estas plataformas realizan actividades relacionadas con la exploración y perforación de pozos, así como para el apoyo de operaciones de mantenimiento de instalaciones existentes. A pesar de la gran variedad de diseños de semisumergibles, pueden ser clasificadas en 2 grupos principales: 1) con columnas conectadas a zapatas o pontones separadas, y 2) con pontones gemelos. Estas columnas soportan a una sola cubierta la cual aloja el equipo e instalaciones necesarios para realizar su función.
Junio, 2002
Primer Pozo Exploratorio en tirante de agua de 384 m.
Coordenadas Geográficas: Latitud: 19° 17´39.167 N, Longitud: 92° 58´ 35.701 W
Coordenadas UTM : X= 502,460.3, Y=2,133,254.6
ORIENTADA
PLATAFORMA DE PERFORACIÓN:
Semisumergible de columnas estabilizadas con configuración de (2) pontones (cascos) inferiores, con perfil de barco y tres columnas de 32 pies de diámetro en cada pontón, que soporta la cubierta rectangular de la plataforma. De diseño Friede y Golman clase Pacesetter L900. Con capacidad de perforar a 7600 m en tirantes de agua de 457 m.
MALACATE:
Marca National, modelo 1625, cable 1 1/2” operado por 3 motores eléctricos GE 752 R de 1000 H.P; malacate de sondeo National tipo 54 capacidad de 20,400 pies con cable de 9/16”; freno electromagnético “Magco” Baylor modelo 7838.
ROTARIA:
Marca National C-495, 49 1/2”, operada independientemente con un motor GE 752 de 1000 H.P.
Junio, 2002
EQUIPOS FLOTANTES
POLEA VIAJERA:
National modelo 660-h-500 con seis poleas de 60” diámetro, ranuradas para cable de 1 1/2”, con gancho BJ modelo 5500 con capacidad para 500 ton.
CORONA:
National modelo 660 K con siete poleas de 60” diámetro ranurado, para cable de 1 1/2”. Y protector de corona Stewart Stevenson modelo Crown-o-Matic “TCB”.
UNIÓN GIRATORIA:
National modelo p-650 con capacidad para 650 ton. con enroscador de la flecha marca EZ-Internacional de 2000 lbs-pie.
MÁSTIL:
Marca L.C. Moore de 160´x 40´ cantiliver galvanizado con capacidad para 1,000,000 lbs de carga estática al gancho y para soportar vientos de 150 kph. Capacidad de estiba de 7,400 m de tubería de perforación de 5”, con plataforma ajustable para alineación de tubería de revestimiento marca Weatherford Lamb.
Junio, 2002
COMPENSADOR DE MOVIMIENTO VERTICAL:
Marca Rucker modelo 18-18 con carrera de 18 pies y capacidad para 400,000 lbs de compensación al gancho, con controles marca Rucker tipo DSC 18-400 LOD.
BOMBAS DE LODOS:
Tres bombas marca National Triplex, modelo 12 P160 de 7 1/4” x 12”, cada una operada con dos motores eléctricos GE 752 de 1000 H.P. y bombas centrífugas 5 x 6” marca Missión Magnun de precarga con motores eléctricos de 60 H.P 1150 RPM.
UNIDAD DE CEMENTAR:
Marca BJ Services Company modelo Ram 35-8-5 para presiones de descarga 15,000 psi, con dos máquinas diesel 340 BHP V-8, controlador automático de densidad.
Junio, 2002
PREVENTORES:
Conjunto de preventores submarinos marca Cameron tipo “U” de 18 3/4” 10,000 psi, para operación en ambiente de H2S, consiste de lo siguiente:
Dos preventores dobles Cameron tipo “U” de 18 3/4” 10,000 psi, con cuatro salidas laterales de 3 1/2” con el arreglo siguiente: arietes variables de 3 1/2”- 7 5/8”, arietes para 5”, arietes para 5”, arietes ciegos de corte.
Un preventor anular hydrill doble de 18 3/4”, 5000 psi tipo “GL”.
Dos conectores hidráulicos marca Cameron de 18 3/4”, 10,000 psi, con perfil para anillo sellador BX-164.
Cuatro válvulas de seguridad marca Cameron de 3 1/8” 10,000 psi, para líneas de matar y estrangular.
Una junta flexible marca Vetco 18 3/4” tipo CR-1.
Un conector de conductor marino marca Regan tipo FC-8 con líneas de matar y estrangular.
Armazon guía para aparejo de preventores con cuatro postes guías a un radio de 6 pies.
Dieciseis botellas acumuladoras, cada una con capacidad de 11 galones.
Dos múltiples (PODS) marca Shaffer cada uno con 42 líneas, y carretes de manguera cada uno.
Junio, 2002
UNIDAD DE CONTROL DE LOS PREVENTORES:
Marca Koomey, modelo 26700-35 de 3,000 psi consiste de lo siguiente:
Sistema de acumuladores Mod. 26700-35 de (72) botellas acumuladoras cada una de 11 galones y 1100 psi de presión.
Tanque de reserva de 300 galones de capacidad.
Dos bombas triplex eléctricas modelo T330-3003 cada una de 13.768 GPM y 3,000 psi.
Bombas neumáticas de 7 GPM, 3,000 psi.
Dos tableros de control remoto marca Stewart-Stevenson uno en el piso de perforación y otro en la caseta del ITP.
MULTIPLE DE ESTRANGULACIÓN:
Marca MC Evoy de 2 9/16” 10,000 psi completo con dos estranguladores hidráulicos marca Swaco con tablero de control remoto.
Junio, 2002
DESVIADOR DE FLUJO:
(DIVERTER) Marca Reagan, tipo KFDS de 200 psi con tres líneas una de 14” y dos de 12”, válvulas de operación hidráulica, completo con su panel de control remoto.
CONDUCTOR MARINO:
Cuenta con una junta telescópica marca Vetco de 55”, conductor marino marca Reagan de 21” D.E completo con líneas de matar, estrangular y baja presión integradas, con D.E de 2 9/16”, 10,000 psi (solo líneas de alta presión) y junta esférica marca Vetco. Un tramo de 50 pies con flotadores pesa 20,000 lbs en el aire y sin flotadores 18,000 lbs.
SISTEMA TENSIONADOR:
Ocho tensionadores de conductor marino marca Rucker 80k con carrera de 12.5 pies x 4 y capacidad de 80,000 lbs cada uno con poleas de 52” y cables de 1 3/4”.
Seis tensionadores de cables guía marca Rucker con carrera de 10 pies x 4 y capacidad de 16,000 lbs cada uno, poleas de 28” D.E y cables de 3/4”.
Sistema de alta presión hidroneumático para operaciones de los tensionadores con 24 botellas de 275 galones c/u y 2,400 psi con tablero de control marca Rucker.
Junio, 2002
SISTEMA DE ANCLAJE
4 Malacates dobles, marca National Clase D-503-E; con 8 Guías (fairleaders) marca National para cadenas de 3”.
8 Anclas marca Stevpris de 16,000 lbs cada una; con 8 localizadores de ancla permanente Chain Chaser, con línea pendiente de 2 1/4” por 200 pies.
8 Cadenas de anclaje, 6 tipo ORQ de 3” de diámetro de eslabón longitud 4500 pies, 2 tipo K4 de 3” de diámetro de eslabón longitud 4500 pies, 1 Gancho localizador de cadena.
Se utilizó el Barco Posicionador Seacor Vantage, con potencia hidráulica de 12,280 BHP a 900 rpm.
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(1)
(2)
POSICIÓN FINAL DE LAS ANCLAS DE LA P.S.S. MATA REDONDA
2132000
2133000
2134000
501000
502000
503000
504000
CA1
CA2
CA3
CA4
CA5
CA6
CA8
CA7
DESTINO
ROV:
(Vehículo de Operación Remoto) Scorpio; capacidad de profundidad: 1000-1500 m; dimensiones Alto:1.57 m, Ancho:1.49 m, Largo 2.74 m; con 5 propulsores marca Innerspace. Potencia hidráulica: 75 HP a 2500 psi, 36 gpm, 1000 VCA, 3 fases, 50/60Hz. Televisión: Video cámara SIT de alta resolución con un nivel bajo de luz, la camara suministra 525 líneas a 60 Hz, tiene un lente con corrección de enfoque y mecanismos para sus movimientos verticales y laterales. Luces: Seis lámparas de yoduro de cuarzo de intensidad variable. Panel de control de movimientos verticales y horizontales: Con rotación a 320° y movimiento vertical, con lectura de posición a control remoto en superficie. Servicio proporcionado por la compañia SubSea International Inc.
T.V. SUBMARINA:
Una (1) marca Osprey modelo OE-1357 completa con cámara, monitor modelo SCU-2, 540 m de cable, malacate y armazon telescópico.
Junio, 2002
Unidades de posicionamiento dinámico
Las actividades marinas se han extendido hasta regiones muy profundas, donde las condiciones son muy severas y donde se han enfrentado nuevos problemas. Por esto se desarrolló una técnica llamada: Posicionamiento dinámico, la cual es una técnica de mantenimiento de la posición de las unidades flotantes teniendo en cuenta las fuerzas del viento, olas y corrientes marinas tendientes a mover la embarcación.
La posición usualmente está definida en términos de porcentaje del tirante de agua. El porcentaje del tirante es el error de la posición horizontal dividido entre el tirante de agua y multiplicado por 100. Se prefiere el error de posición expresado en porcentaje del tirante de agua porque este define la posición y además lo refiere al nivel de esfuerzos en el riser o tubería de perforación. Generalmente una exactitud del sistema de posicionamiento dinámico del 1% indica que los vientos y el mar están en calma.
Cinco por ciento representa un máximo permisible de error con respecto al nivel de esfuerzos permisibles en las tuberías desde la unidad flotante hasta el fondo del mar. El incremento en la profundidad hace que el trabajo de posicionamiento dinámico sea más fácil, debido a que para un cierto porcentaje se tiene un mayor desplazamiento horizontal.
Por ejemplo dado un 5 % de tolerancia, el requerimiento será de 5 m por cada 100 m de tirante de agua. Similarmente con el mismo porcentaje, el requerimiento aplicado a 1,000 m de agua, permite un movimiento de 50 m que es una tolerancia más razonable. Para 3,000 m de tirante de agua, el radio permisible de movimiento en la superficie será de 150 m.
Junio, 2002
PLATAFORMAS DE PATAS TENSIONADAS
Las plataforma de patas tensionadas han sido desarrolladas para generar el potencial económico de los nuevos descubrimientos en campos de aguas profundas. Se emplea para la perforación en aguas con un tirante mayor de 600 m. Está sujeta mediante cables de ancla fijados en el fondo marino y se mantiene en la superficie mediante columnas flotantes.
Su instalación es muy sencilla ya que no requiere barcazas grúa. Tiene una gran estabilidad en condiciones meteorológicas severas.
El costo de la TLP se incrementa al aumentar la profundidad, debido a los cables de anclaje. La Figura 1 muestra la plataforma de patas tensionadas Hutton.
Mientras que las unidades semisumergibles y los barcos de perforación se utilizan solo para la perforación, las TLP’s tienen mayor ventaja en cuanto a versatilidad para perforar, recuperar y producir pozos, casi en forma simultánea. Utiliza árboles secos.
Junio, 2002
PLATAFORMAS DE MÁSTIL TIPO BOYA (SPAR BUOYS)
Existe una nueva generación de unidades flotantes utilizadas en la industria petrolera para la explotación de campos en aguas profundas. Estas son las llamadas Spar Buoy o simplemente Spar. Aunque su uso no es nuevo en otras áreas, incluyendo el almacenamiento de aceite o gas en instalaciones marinas.
Los Spars han sido utilizados durante décadas como boyas marcadoras y para la obtención de datos oceanográficos. El primer Spar significativo para propósitos de explotación de campos es Flip, una estructura propiedad de la armada de los Estados Unidos y operada por el Scripps Institution of Oceanography en California. Flip se puso en operación en 1965 y se utiliza principalmente para mediciones acústicas del océano.
Flip mide 350 pies de largo. Su casco tiene 20 pies de diámetro en su primera mitad inferior y luego se reduce a 12 pies. Su parte superior tiene la forma de la proa de una embarcación y alberga el alojamiento, una planta de potencia, otros equipos y los controles.
Junio, 2002
PLATAFORMAS DE MÁSTIL TIPO BOYA
La unidad flotante se remolca hasta la posición deseada y se levanta usando su sistema de control de lastre. El levantamiento toma aproximadamente 30 minutos, de los cuales, los primeros 29 se utilizan en llevarla desde la horizontal hasta unos 10 grados de inclinación. Una vez que la unidad flotante se levanta, los instrumentos botalones se extienden y comienza el programa de prueba. El calado de operación es de más de 270 pies.
A principios de los 60´s la Nippon Telegraph instaló un Spar en las costas de Japón para transportar una estación repetidora de microondas. Este Spar mide 445 pies de largo con un casco escalonado desde 10 hasta 20 pies. La estructura superior es un cilindro de 50 pies de diámetro por 33 de altura, con equipo, alojamiento y un helipuerto en la parte superior. Un sistema de amarre de catenaria de cuatro puntos de cadena de 3 pg conectado a masas de 175 toneladas mantienen el Spar en su lugar. El calado de operación es de 330 pies.
A mediados de los 70´s la Compañía Shell instaló un Spar de almacenamiento y descarga en el campo Brent, en el Mar del Norte, el cual es el Spar de mayor diámetro construido hasta la fecha. El casco mide 95 pies de diámetro y tiene un calado de operación de 357 pies. Este Spar se diseñó para almacenar 300,000 barriles de aceite producido y para transferirlo a tanques de carga. El sistema de anclaje consiste de líneas, cada una construida de un ancla de concreto de 1,000 ton, 2,600 pies de cable de 3.5 pg y 935 pies de cadena de 4”.
Una grúa sobre la parte superior de la estructura transfiere primero el cable de avance y luego la línea de carga hacia el tanque. La parte superior de la superestructura es para permitir al tanque alinearse alrededor del Spar. Cuenta con alojamiento, planta de potencia, otros equipos, bombas y un helipuerto.
La compañía Agip instaló un Spar como quemador al oeste de África en 1992 diseñado para quemar 100 millones de pies cúbicos de gas al día. El Spar es pequeño, con una longitud de 233 pies de largo, un diámetro de 7 ½ pies telescopiado a 5 ½ pies a través del nivel del mar, con un calado de 170 pies, está colocado en su lugar con un anclaje de catenaria de cuatro cadenas.
En 1993 la compañía Shell instaló un Spar de carga en Draugen. La parte superior del Spar incluye un botalón rígido al cual está sujeta la manguera flexible de carga. El diámetro del casco es de 28 pies y el calado de operación es de alrededor de 250 pies.
Las compañías Oryx y CNG comenzaron en junio de 1993 un estudio de factibilidad para examinar dos alternativas de Spar, una de 9 y otra de 16 pozos. se seleccionó el caso de 16 pozos para realizar el diseño conceptual basándose en instalaciones de proceso limitadas a 5 mmcfd para bombeo neumático y bombear los fluidos producidos a una plataforma fija en aguas someras para su proceso restante. Los gastos de producción diseñados fueron 25 mbpd y 30 mmcfd.
La Figura 1.9 muestra un aspecto del Spar del Proyecto Neptuno de la compañía Oryx, actualmente instalada en el Golfo de México. El Spar se instaló aproximadamente a 90 millas al sur de Mobile, en Alabama, en un tirante de agua de 1930 pies y está diseñado para producir y trabajar simultáneamente con los pozos, si es necesario. El Spar tiene capacidad para 16 pozos y soporta una carga de diseño de 6,600 ton. El casco es un cilindro de 72 pies de diámetro y 705 pies de longitud con un calado de 650 pies y pesa 12,895 toneladas. La Figura 1.10 muestra algunos detalles de la instalación del Spar de Oryx.
La tecnología de las plataformas de mástil tipo boya o Spar buoys es relativamente nueva en cuanto a la aplicación en desarrollo de campos en aguas profundas. Aunque a la fecha todavía se están realizando investigaciones acerca de la dinámica de los sistemas anclados, de la hidrodinámica del oleaje de superficie, del comportamiento de los Spar buoys, de la interacción entre risers adyacentes, del comportamiento entre componentes en ambiente marinos, de la caracterización de suelos marinos, del comportamiento de cimentaciones, de la soldadura homopolar y de la dinámica de olas no lineales, el panorama es todavía muy vasto y falta mucho por desarrollar y obtener la mejor tecnología de explotación de campos en aguas profundas al mejor costo posible.
Junio, 2002
Las unidades originales de perforación marina fueron simplemente equipos de perforación terrestres colocadas sobre una estructura para perforar, usándose las mismas técnicas desarrolladas en tierra. Se les denomina móviles de perforación a los equipos convencionales montados sobre plataformas autoelevables, semisumergibles y barcos perforadores. Las técnicas desarrolladas fueron utilizadas por algún tiempo, mas la necesidad de perforar en aguas más profundas crearon al nuevo Ingeniero de diseño de estructuras costa afuera y junto con los nuevos conceptos de ingeniería se crearon una nueva camada de equipos de perforación ahora ya conocidos, tales como: sumergible (o barcaza), plataforma autoelevable, semisumergible y barco perforador, como se ilustran en la figura siguiente.
Junio, 2002
PLATAFORMA
FIJA
PLATAFORMA
PLATAFORMA SEMISUMERGIBLE
EQUIPOS FLOTANTES
Barcos Perforadores
Barco perforador, como su nombre lo indica, es una unidad con forma de barco usada para perforar.
Barcos Perforadores
Barco perforador, como su nombre lo indica, es una unidad con forma de barco usada para perforar.
Los primeros barcos perforadores fueron unidades convertidas, de: barcazas, barcos graneleros, barcos tanques o barcos abastecedores. Esta práctica casi desapareció para dar paso al nuevo diseño y construcción de barcos perforadores especializados, tales como el Glomar Challenger o el Discoverer de la Offshore.
Los barcos perforadores son los más móviles de todas las unidades de perforación marina, pero también son los menos productivos. La configuración que les permite alta movilidad les resta eficiencia al perforar. Ver figura 6.
Junio, 2002
Barco de perforación
Los barcos perforadores se usaron extensamente para llenar el espacio de capacidad entre los equipos Jack-up y el semisumergible, y son los que han perforado en aguas más profundas.
El movimiento vertical es el mayor problema cuando se usa una unidad flotante. El barco perforador, debido a su superficie de contacto con el mar, desarrolla respuestas muy grandes de movimiento vertical comparado con el semisumergible. Ha sido posible reducir el rol en los barcos por medio de tanques estabilizadores, pero no se ha podido reducir el movimiento vertical.
El anclaje de los barcos perforadores es similar al empleado por los semisumergibles.
Los barcos perforadores son herramientas versátiles pero deben ser considerados para usarse en áreas con olas de poca altura y vientos con bajas velocidades.
Junio, 2002
Barco de perforación
Es muy semejante a un barco que navega con propulsión propia. Este cuenta con un sistema de anclaje el cual es monitoreado por un sistema de control, que permite que el barco permanezca estable en el lugar de perforación. El barco perforador es utilizado en aguas profundas arriba de los 350 m. Además, tienen una mayor movilidad que todas las unidades de perforación.
Hay varios barcos de perforación que se han utilizado para perforar, como el Glomar Challenger o el Discoverer Offshore.
Un sistema adicional que ha sido desarrollado sobre un barco de perforación denominado el sistema Turrent. Este sistema ha sido usado exitosamente sobre los Discoverer ll y lll de la compañía Offshore,.
Cuenta con un sistema de anclaje monitoreado por un sistema de control, que permite que el barco permanezca estable. Es utilizado en aguas de más de 350 m. Tienen mayor movilidad que todas las unidades de perforación, pero el peso es el mayor problema.
Junio, 2002
BARCO DE PERFORACIÓN: “ESSAR DISCOVERER 1”
Barco perforador autopropulsado, se construyo en 1977 y esta clasificado por el ABS como unidad de perforación AIEM Y AMS sin restrinciones.
Longitud total: 115.99 m
Ancho total: 21.33 m
Calado : 3.90 m
Tonelaje bruto: 5970 ton.
Contra pozo: 6.1 m
Con capacidad de perforar a 7,000 m en tirantes de agua de 457 m.
Malacate:
Marca Continental Emsco, modelo C-2, Tipo II cable 1 1/2” operado por 2 motores eléctricos EMD-74 de 1000 H.P; malacate de sondeo capacidad de 20,400 pies con cable de 9/16”; Freno electromagnético “Magco” Baylor modelo 7838.
Junio, 2002
ROTARIA:
Continental Emsco, modelo T4950 con 49 1/2”, operada independientemente con un motor Eléctrico EMD-74 de 1000 H.P.
POLEA VIAJERA:
Continental Emsco, modelo RA-60-6 con seis poleas de 60” diámetro, ranuradas para cable de 1 1/2”, con gancho BJ modelo 5500 con capacidad para 500 ton.
CORONA:
Piramid modelo, modelo 650 K con siete poleas de 60” diámetro ranurado, para cable de 1 1/2”, capacidad para 650 ton.
UNIÓN GIRATORIA:
Continental Emsco, modelo LB-650 con capacidad para 650 ton. con enroscador de la flecha, marca International, modelo AGC-2.
Junio, 2002
MÁSTIL:
Marca Piramid de 170´, 40´x40´ dinámico galvanizado con capacidad para 1,300,000 lbs de carga estática al gancho y para soportar vientos de 150 kph. Capacidad de estiba de 5,480 m de tubería de perforación de 5”, con sistema semiautomatico de estiba, marca BJ, tipo V-3A-FQ-185.
COMPENSADOR DE MOVIMIENTO VERTICAL:
Drilling System modelo C, con carrera de 20 pies y capacidad para 400,000 lbs de compensación al gancho.
BOMBAS DE LODOS:
Dos bombas Triplex marca Continental Emsco FA 1600, cada una operada con dos motores eléctricos GE 752 de 1000 H.P. y bombas centrífugas 5 x 8” marca Harrisburg de precarga con motores eléctricos de 60 H.Pa 1,150 rpm.
UNIDAD DE CEMENTAR:
Marca Dowell Schlumberger modelo CPS361, para presiones de descarga 15,000 psi, con dos máquinas diesel 8 V-71, con computadora Panasonic CF25.
Junio, 2002
PREVENTORES: ...
Conjunto de preventores submarinos marca Shaffer de 18 3/4” 10,000 psi, para operación en ambiente de H2S, consiste de lo siguiente:
Dos preventores dobles Shaffer tipo “LWS” de 18 3/4” 10,000 psi, con cuatro salidas laterales de 3 1/8” con el arreglo siguiente:
Arietes ciegos de corte, arietes variables de 3 1/2”- 7 5/8” superiores, arietes fijos de 5”, arietes variables de 3 1/2”- 7 5/8” inferiores.
Dos preventores anulares, tipo esférico, marca Shaffer de 18 3/4”, 5000 psi. tipo “Wedge cover”.
Conector hidráulico, marca Vetco de 18 3/4”, 10,000 psi, tipo “H-4” estilo “E”, con perfil para anillo sellador BX-164.
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PREVENTORES:
Cuatro válvulas de seguridad marca Mc Evoy de 3 1/16”, modelo EDU 10,000 psi, para líneas de matar y estrangular.
Una junta esférica, marca Vetco de 21”, tipo 2 para 10 grados de inclinación sencilla.
Un conector de conductor marino marca Vetco con líneas de matar y estrangular, 18 3/4”, 10,000 psi, H-4.
Armazon guía para aparejo de preventores con cuatro postes guías a un radio de 6 pies.
Dos múltiples amarillo y azul (PODS), tipo RHFS-14-21-DF, marca Koomey cada uno con 42 líneas, y carretes de manguera de los múltiples cada uno.
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UNIDAD DE CONTROL DE LOS PREVENTORES:
Marca Koomey, modelo 26700-35 de 3,000 psi consiste de lo siguiente:
Sistema de acumuladores Mod. 26700-35 de (72) botellas acumuladoras cada una de 11 galones. Capacidad para 627 galones a 3000 psi. de presión.
Tanque de reserva de 100 galones de capacidad.
Tres bombas triplex eléctricas, modelo T360 cada una de 13 GPM y 3,000 psi.
Tres Bombas neumáticas de 3.5 GPM, 3,000 psi., tipo UGA25W.
Dos tableros de control remoto marca koomey uno en el piso de perforación y otro en la caseta del ITP.
Tablero de control del perforador , marca Koomey.
MULTIPLE DE ESTRANGULACIÓN:
Para H2S de 3 1/16” 10,000 psi completo con dos estranguladores ajustables, marca Swaco con tablero de control remoto.
Junio, 2002
DESVIADOR DE FLUJO:
(DIVERTER) Marca Reagan, tipo KFDS de 200 psi con dos líneas una de 14”. Válvulas de operación hidráulica, con panel de control remoto.
CONDUCTOR MARINO:
Cuenta con una junta telescópica, marca Vetco, conductor marino Vetco MR-GL de 21” D.E completo con líneas de matar y estrangular integradas de 3” D.I y capacidad 10,000 psi y junta esférica marca Vetco. Un tramo de 50 pies (15 m) en el aire y sin flotadores pesa 16,000 lbs (7 tons).
SISTEMA TENSIONADOR:
Ocho tensionadores de conductor marino marca Houston system 80k, con carrera de 12.5 pies x 4 y capacidad de 80,000 lbs cada uno con poleas de 52” y cables de 1 3/4”.
Seis tensionadores de cables guía marca Houston system 16k con carrera de 10 pies x 4 y capacidad de 16,000 lbs cada uno, poleas de 28” D.E y cables de 3/4”.
Sistema de alta presión hidroneumático para operaciones de los tensionadores con 24 botellas de 275 galones c/u y 2,400 psi con tablero de control marca Rucker.
Junio, 2002
SISTEMA DE ANCLAJE
4 Malacates dobles, marca Electro Hydraulic capacidad de 300,000 lbs de tensión, operación hidraulica, con controles locales individuales en los malacates y sistema indicador de tensión Martin Decker Dynaline.
8 Anclas marca LWT de 30,000 lbs cada una.
10 cadenas de anclaje 700 m c/u de 2 1/2”, tipo Stud link.
8 cables de acero cada uno de 1940 pies y 2 1/2” diámetro.
8 boyas
Se utilizó el Barco Posicionador Seacor Lousiana, con potencia hidráulica de 12,280 BHP a 900 rpm.
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POSICIÓN FINAL DE LAS ANCLAS DEL B/P ESSAR DISCOVERER 1
Junio, 2002
EQUIPOS FLOTANTES
Plataforma Semisumergibles
Como su nombre lo indica, es una unidad perforadora, soportada por columnas y pontones.
2643.bin
SEMISUMERGIBLES
Una de las primeras semisumergibles fue la Blue Water, la cual fue convertida en 1961 a partir de una sumergible mediante la adición vertical de columnas para flotación.
Hoy en día las semisumergibles están diseñadas para la operación en aguas profundas superiores a los 500 m. Por lo tanto, están sujetas a condiciones marinas severas y altos vientos. Constan de tres o cuatro patas en cada costado unidas en su parte inferior por pontones, los cuales almacenan agua de mar en su interior, permitiéndole la inmersión. El equipo permanece con una parte inmersa y con la otra a la intemperie. La unidad se sujeta por medio de anclas al fondo marino.
Los Preventores y el cabezal se instalan en el fondo marino y la comunicación entre la plataforma y el pozo es a través del riser de perforación.
Una Semisumergible posicionada dinámicamente puede operar en aguas profundas de hasta 500 m, pero el yacimiento tendría que ser muy productivo para justificar los gastos de combustible.
Junio, 2002
SEMISUMERGIBLES
Estas plataformas realizan actividades relacionadas con la exploración y perforación de pozos, así como para el apoyo de operaciones de mantenimiento de instalaciones existentes. A pesar de la gran variedad de diseños de semisumergibles, pueden ser clasificadas en 2 grupos principales: 1) con columnas conectadas a zapatas o pontones separadas, y 2) con pontones gemelos. Estas columnas soportan a una sola cubierta la cual aloja el equipo e instalaciones necesarios para realizar su función.
Estas plataformas cuentan con sistemas de propulsión propios ubicados en los pontones, en otras palabras, son autopropulsables.
Los miembros principales (pontones) se encuentran sumergidos, lo cual permite incrementar el periodo fundamental en sustentación de la estructura, evitando la resonancia con el oleaje. También reduce las cargas laterales generadas por dicho oleaje. Esta reducción en la carga, se debe a que los miembros principales del casco se localizan a una elevación en la que la energía del oleaje es menor.
Junio, 2002
SEMISUMERGIBLES
La configuración general de un semisumergible, consiste de dos cascos inferiores longitudinales, los cuales son usados como compartimentos de lastre para obtener el calado para perforar. Estos cascos inferiores son también los cascos primarios, gracias a éste, el equipo ofrece menos resistencia al remolque y proporciona una mayor estabilidad., cuando el equipo está en tránsito. En virtud de su tamaño y configuración, el semisumergible ofrece baja resistencia al remolque, al mismo tiempo que tiene una gran estabilidad.
Existen otros diseños de semisumergibles, tales como: el diseño triangular, usado en la serie Sedco, o con 4 cascos longitudinales como los usados en la serie Odeco y el de 5 pontones del equipo Pentagone, diseñado por franceses.
La unidad Pentagone es posiblemente, la de más éxito de los tipos de cascos múltiples porque ofrece una simetría única y uniformidad de características de estabilidad.
Los semisumergibles permiten que la perforación se lleve a cabo en aguas muy profundas y son mantenidos en localización ya sea por sistemas convencionales de anclaje o por posicionamiento dinámico. El sistema convencional de anclaje consiste normalmente de 8 anclas colocadas en un patrón abierto y conectadas al casco por medio de cadenas o cables de acero o una combinación de los dos.
Junio, 2002
SEMISUMERGIBLES
Debido a la masa sumergida del semisumergible, el rol y el cabeceo son de pequeña amplitud. El movimiento vertical es el que causa problemas a los semisumergibles. Por los esfuerzos a los que se somete la sarta de perforación cuando la unidad está moviéndose verticalmente, el semisumergible que tiene una respuesta pequeña al movimiento vertical es considerado como el más adecuado.
El movimiento vertical se genera como una respuesta al plano de flotación expuesto. Mientras más pequeño sea el plano de flotación, más pequeño será el movimiento vertical. Esto se consigue en el semisumergible, sumergiendo los cascos inferiores y flotando al nivel de las columnas.
Con la reducción de plano de flotación para disminuir el movimiento vertical, se reduce también la estabilidad de la unidad. Por lo tanto los diseñadores deben llegar a establecer una relación adecuada entre los valores aceptables de estabilidad y movimiento vertical.
Junio, 2002
SEMISUMERGIBLES
Otra consideración en el diseño y operación de un semisumergible, es la propulsión. La autopropulsión envuelve una inversión grande inicial, la cual puede ser recuperada en un período razonable de tiempo si lo que se requiere es tener movilidad, pero si se considera que una vez que la unidad llega a su localización permanece en esa área por largo tiempo, las unidades de propulsión, no sólo no son necesarias, sino que además ocupan espacio y capacidad de carga muy valiosas.
Factores para seleccionar un semisumergible:
a).- Profundidad del agua.
c).- Datos del medio ambiente.
d).- Características de movimiento de la unidad.
e).- Capacidad de almacenamiento de materiales de consumo.
f).- Movilidad de la unidad.
Junio, 2002
Semisumergibles.
Este tipo de plataforma evolucionó a partir de la sumergible, varias están diseñadas para operar, ya sea descansando en el fondo del mar o totalmente a flote.
Estas plataformas realizan actividades relacionadas con la exploración y perforación de pozos, así como para el apoyo de operaciones de mantenimiento de instalaciones existentes. A pesar de la gran variedad de diseños de semisumergibles, pueden ser clasificadas en 2 grupos principales: 1) con columnas conectadas a zapatas o pontones separadas, y 2) con pontones gemelos. Estas columnas soportan a una sola cubierta la cual aloja el equipo e instalaciones necesarios para realizar su función.
Junio, 2002
Primer Pozo Exploratorio en tirante de agua de 384 m.
Coordenadas Geográficas: Latitud: 19° 17´39.167 N, Longitud: 92° 58´ 35.701 W
Coordenadas UTM : X= 502,460.3, Y=2,133,254.6
ORIENTADA
PLATAFORMA DE PERFORACIÓN:
Semisumergible de columnas estabilizadas con configuración de (2) pontones (cascos) inferiores, con perfil de barco y tres columnas de 32 pies de diámetro en cada pontón, que soporta la cubierta rectangular de la plataforma. De diseño Friede y Golman clase Pacesetter L900. Con capacidad de perforar a 7600 m en tirantes de agua de 457 m.
MALACATE:
Marca National, modelo 1625, cable 1 1/2” operado por 3 motores eléctricos GE 752 R de 1000 H.P; malacate de sondeo National tipo 54 capacidad de 20,400 pies con cable de 9/16”; freno electromagnético “Magco” Baylor modelo 7838.
ROTARIA:
Marca National C-495, 49 1/2”, operada independientemente con un motor GE 752 de 1000 H.P.
Junio, 2002
EQUIPOS FLOTANTES
POLEA VIAJERA:
National modelo 660-h-500 con seis poleas de 60” diámetro, ranuradas para cable de 1 1/2”, con gancho BJ modelo 5500 con capacidad para 500 ton.
CORONA:
National modelo 660 K con siete poleas de 60” diámetro ranurado, para cable de 1 1/2”. Y protector de corona Stewart Stevenson modelo Crown-o-Matic “TCB”.
UNIÓN GIRATORIA:
National modelo p-650 con capacidad para 650 ton. con enroscador de la flecha marca EZ-Internacional de 2000 lbs-pie.
MÁSTIL:
Marca L.C. Moore de 160´x 40´ cantiliver galvanizado con capacidad para 1,000,000 lbs de carga estática al gancho y para soportar vientos de 150 kph. Capacidad de estiba de 7,400 m de tubería de perforación de 5”, con plataforma ajustable para alineación de tubería de revestimiento marca Weatherford Lamb.
Junio, 2002
COMPENSADOR DE MOVIMIENTO VERTICAL:
Marca Rucker modelo 18-18 con carrera de 18 pies y capacidad para 400,000 lbs de compensación al gancho, con controles marca Rucker tipo DSC 18-400 LOD.
BOMBAS DE LODOS:
Tres bombas marca National Triplex, modelo 12 P160 de 7 1/4” x 12”, cada una operada con dos motores eléctricos GE 752 de 1000 H.P. y bombas centrífugas 5 x 6” marca Missión Magnun de precarga con motores eléctricos de 60 H.P 1150 RPM.
UNIDAD DE CEMENTAR:
Marca BJ Services Company modelo Ram 35-8-5 para presiones de descarga 15,000 psi, con dos máquinas diesel 340 BHP V-8, controlador automático de densidad.
Junio, 2002
PREVENTORES:
Conjunto de preventores submarinos marca Cameron tipo “U” de 18 3/4” 10,000 psi, para operación en ambiente de H2S, consiste de lo siguiente:
Dos preventores dobles Cameron tipo “U” de 18 3/4” 10,000 psi, con cuatro salidas laterales de 3 1/2” con el arreglo siguiente: arietes variables de 3 1/2”- 7 5/8”, arietes para 5”, arietes para 5”, arietes ciegos de corte.
Un preventor anular hydrill doble de 18 3/4”, 5000 psi tipo “GL”.
Dos conectores hidráulicos marca Cameron de 18 3/4”, 10,000 psi, con perfil para anillo sellador BX-164.
Cuatro válvulas de seguridad marca Cameron de 3 1/8” 10,000 psi, para líneas de matar y estrangular.
Una junta flexible marca Vetco 18 3/4” tipo CR-1.
Un conector de conductor marino marca Regan tipo FC-8 con líneas de matar y estrangular.
Armazon guía para aparejo de preventores con cuatro postes guías a un radio de 6 pies.
Dieciseis botellas acumuladoras, cada una con capacidad de 11 galones.
Dos múltiples (PODS) marca Shaffer cada uno con 42 líneas, y carretes de manguera cada uno.
Junio, 2002
UNIDAD DE CONTROL DE LOS PREVENTORES:
Marca Koomey, modelo 26700-35 de 3,000 psi consiste de lo siguiente:
Sistema de acumuladores Mod. 26700-35 de (72) botellas acumuladoras cada una de 11 galones y 1100 psi de presión.
Tanque de reserva de 300 galones de capacidad.
Dos bombas triplex eléctricas modelo T330-3003 cada una de 13.768 GPM y 3,000 psi.
Bombas neumáticas de 7 GPM, 3,000 psi.
Dos tableros de control remoto marca Stewart-Stevenson uno en el piso de perforación y otro en la caseta del ITP.
MULTIPLE DE ESTRANGULACIÓN:
Marca MC Evoy de 2 9/16” 10,000 psi completo con dos estranguladores hidráulicos marca Swaco con tablero de control remoto.
Junio, 2002
DESVIADOR DE FLUJO:
(DIVERTER) Marca Reagan, tipo KFDS de 200 psi con tres líneas una de 14” y dos de 12”, válvulas de operación hidráulica, completo con su panel de control remoto.
CONDUCTOR MARINO:
Cuenta con una junta telescópica marca Vetco de 55”, conductor marino marca Reagan de 21” D.E completo con líneas de matar, estrangular y baja presión integradas, con D.E de 2 9/16”, 10,000 psi (solo líneas de alta presión) y junta esférica marca Vetco. Un tramo de 50 pies con flotadores pesa 20,000 lbs en el aire y sin flotadores 18,000 lbs.
SISTEMA TENSIONADOR:
Ocho tensionadores de conductor marino marca Rucker 80k con carrera de 12.5 pies x 4 y capacidad de 80,000 lbs cada uno con poleas de 52” y cables de 1 3/4”.
Seis tensionadores de cables guía marca Rucker con carrera de 10 pies x 4 y capacidad de 16,000 lbs cada uno, poleas de 28” D.E y cables de 3/4”.
Sistema de alta presión hidroneumático para operaciones de los tensionadores con 24 botellas de 275 galones c/u y 2,400 psi con tablero de control marca Rucker.
Junio, 2002
SISTEMA DE ANCLAJE
4 Malacates dobles, marca National Clase D-503-E; con 8 Guías (fairleaders) marca National para cadenas de 3”.
8 Anclas marca Stevpris de 16,000 lbs cada una; con 8 localizadores de ancla permanente Chain Chaser, con línea pendiente de 2 1/4” por 200 pies.
8 Cadenas de anclaje, 6 tipo ORQ de 3” de diámetro de eslabón longitud 4500 pies, 2 tipo K4 de 3” de diámetro de eslabón longitud 4500 pies, 1 Gancho localizador de cadena.
Se utilizó el Barco Posicionador Seacor Vantage, con potencia hidráulica de 12,280 BHP a 900 rpm.
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(1)
(2)
POSICIÓN FINAL DE LAS ANCLAS DE LA P.S.S. MATA REDONDA
2132000
2133000
2134000
501000
502000
503000
504000
CA1
CA2
CA3
CA4
CA5
CA6
CA8
CA7
DESTINO
ROV:
(Vehículo de Operación Remoto) Scorpio; capacidad de profundidad: 1000-1500 m; dimensiones Alto:1.57 m, Ancho:1.49 m, Largo 2.74 m; con 5 propulsores marca Innerspace. Potencia hidráulica: 75 HP a 2500 psi, 36 gpm, 1000 VCA, 3 fases, 50/60Hz. Televisión: Video cámara SIT de alta resolución con un nivel bajo de luz, la camara suministra 525 líneas a 60 Hz, tiene un lente con corrección de enfoque y mecanismos para sus movimientos verticales y laterales. Luces: Seis lámparas de yoduro de cuarzo de intensidad variable. Panel de control de movimientos verticales y horizontales: Con rotación a 320° y movimiento vertical, con lectura de posición a control remoto en superficie. Servicio proporcionado por la compañia SubSea International Inc.
T.V. SUBMARINA:
Una (1) marca Osprey modelo OE-1357 completa con cámara, monitor modelo SCU-2, 540 m de cable, malacate y armazon telescópico.
Junio, 2002
Unidades de posicionamiento dinámico
Las actividades marinas se han extendido hasta regiones muy profundas, donde las condiciones son muy severas y donde se han enfrentado nuevos problemas. Por esto se desarrolló una técnica llamada: Posicionamiento dinámico, la cual es una técnica de mantenimiento de la posición de las unidades flotantes teniendo en cuenta las fuerzas del viento, olas y corrientes marinas tendientes a mover la embarcación.
La posición usualmente está definida en términos de porcentaje del tirante de agua. El porcentaje del tirante es el error de la posición horizontal dividido entre el tirante de agua y multiplicado por 100. Se prefiere el error de posición expresado en porcentaje del tirante de agua porque este define la posición y además lo refiere al nivel de esfuerzos en el riser o tubería de perforación. Generalmente una exactitud del sistema de posicionamiento dinámico del 1% indica que los vientos y el mar están en calma.
Cinco por ciento representa un máximo permisible de error con respecto al nivel de esfuerzos permisibles en las tuberías desde la unidad flotante hasta el fondo del mar. El incremento en la profundidad hace que el trabajo de posicionamiento dinámico sea más fácil, debido a que para un cierto porcentaje se tiene un mayor desplazamiento horizontal.
Por ejemplo dado un 5 % de tolerancia, el requerimiento será de 5 m por cada 100 m de tirante de agua. Similarmente con el mismo porcentaje, el requerimiento aplicado a 1,000 m de agua, permite un movimiento de 50 m que es una tolerancia más razonable. Para 3,000 m de tirante de agua, el radio permisible de movimiento en la superficie será de 150 m.
Junio, 2002
PLATAFORMAS DE PATAS TENSIONADAS
Las plataforma de patas tensionadas han sido desarrolladas para generar el potencial económico de los nuevos descubrimientos en campos de aguas profundas. Se emplea para la perforación en aguas con un tirante mayor de 600 m. Está sujeta mediante cables de ancla fijados en el fondo marino y se mantiene en la superficie mediante columnas flotantes.
Su instalación es muy sencilla ya que no requiere barcazas grúa. Tiene una gran estabilidad en condiciones meteorológicas severas.
El costo de la TLP se incrementa al aumentar la profundidad, debido a los cables de anclaje. La Figura 1 muestra la plataforma de patas tensionadas Hutton.
Mientras que las unidades semisumergibles y los barcos de perforación se utilizan solo para la perforación, las TLP’s tienen mayor ventaja en cuanto a versatilidad para perforar, recuperar y producir pozos, casi en forma simultánea. Utiliza árboles secos.
Junio, 2002
PLATAFORMAS DE MÁSTIL TIPO BOYA (SPAR BUOYS)
Existe una nueva generación de unidades flotantes utilizadas en la industria petrolera para la explotación de campos en aguas profundas. Estas son las llamadas Spar Buoy o simplemente Spar. Aunque su uso no es nuevo en otras áreas, incluyendo el almacenamiento de aceite o gas en instalaciones marinas.
Los Spars han sido utilizados durante décadas como boyas marcadoras y para la obtención de datos oceanográficos. El primer Spar significativo para propósitos de explotación de campos es Flip, una estructura propiedad de la armada de los Estados Unidos y operada por el Scripps Institution of Oceanography en California. Flip se puso en operación en 1965 y se utiliza principalmente para mediciones acústicas del océano.
Flip mide 350 pies de largo. Su casco tiene 20 pies de diámetro en su primera mitad inferior y luego se reduce a 12 pies. Su parte superior tiene la forma de la proa de una embarcación y alberga el alojamiento, una planta de potencia, otros equipos y los controles.
Junio, 2002
PLATAFORMAS DE MÁSTIL TIPO BOYA
La unidad flotante se remolca hasta la posición deseada y se levanta usando su sistema de control de lastre. El levantamiento toma aproximadamente 30 minutos, de los cuales, los primeros 29 se utilizan en llevarla desde la horizontal hasta unos 10 grados de inclinación. Una vez que la unidad flotante se levanta, los instrumentos botalones se extienden y comienza el programa de prueba. El calado de operación es de más de 270 pies.
A principios de los 60´s la Nippon Telegraph instaló un Spar en las costas de Japón para transportar una estación repetidora de microondas. Este Spar mide 445 pies de largo con un casco escalonado desde 10 hasta 20 pies. La estructura superior es un cilindro de 50 pies de diámetro por 33 de altura, con equipo, alojamiento y un helipuerto en la parte superior. Un sistema de amarre de catenaria de cuatro puntos de cadena de 3 pg conectado a masas de 175 toneladas mantienen el Spar en su lugar. El calado de operación es de 330 pies.
A mediados de los 70´s la Compañía Shell instaló un Spar de almacenamiento y descarga en el campo Brent, en el Mar del Norte, el cual es el Spar de mayor diámetro construido hasta la fecha. El casco mide 95 pies de diámetro y tiene un calado de operación de 357 pies. Este Spar se diseñó para almacenar 300,000 barriles de aceite producido y para transferirlo a tanques de carga. El sistema de anclaje consiste de líneas, cada una construida de un ancla de concreto de 1,000 ton, 2,600 pies de cable de 3.5 pg y 935 pies de cadena de 4”.
Una grúa sobre la parte superior de la estructura transfiere primero el cable de avance y luego la línea de carga hacia el tanque. La parte superior de la superestructura es para permitir al tanque alinearse alrededor del Spar. Cuenta con alojamiento, planta de potencia, otros equipos, bombas y un helipuerto.
La compañía Agip instaló un Spar como quemador al oeste de África en 1992 diseñado para quemar 100 millones de pies cúbicos de gas al día. El Spar es pequeño, con una longitud de 233 pies de largo, un diámetro de 7 ½ pies telescopiado a 5 ½ pies a través del nivel del mar, con un calado de 170 pies, está colocado en su lugar con un anclaje de catenaria de cuatro cadenas.
En 1993 la compañía Shell instaló un Spar de carga en Draugen. La parte superior del Spar incluye un botalón rígido al cual está sujeta la manguera flexible de carga. El diámetro del casco es de 28 pies y el calado de operación es de alrededor de 250 pies.
Las compañías Oryx y CNG comenzaron en junio de 1993 un estudio de factibilidad para examinar dos alternativas de Spar, una de 9 y otra de 16 pozos. se seleccionó el caso de 16 pozos para realizar el diseño conceptual basándose en instalaciones de proceso limitadas a 5 mmcfd para bombeo neumático y bombear los fluidos producidos a una plataforma fija en aguas someras para su proceso restante. Los gastos de producción diseñados fueron 25 mbpd y 30 mmcfd.
La Figura 1.9 muestra un aspecto del Spar del Proyecto Neptuno de la compañía Oryx, actualmente instalada en el Golfo de México. El Spar se instaló aproximadamente a 90 millas al sur de Mobile, en Alabama, en un tirante de agua de 1930 pies y está diseñado para producir y trabajar simultáneamente con los pozos, si es necesario. El Spar tiene capacidad para 16 pozos y soporta una carga de diseño de 6,600 ton. El casco es un cilindro de 72 pies de diámetro y 705 pies de longitud con un calado de 650 pies y pesa 12,895 toneladas. La Figura 1.10 muestra algunos detalles de la instalación del Spar de Oryx.
La tecnología de las plataformas de mástil tipo boya o Spar buoys es relativamente nueva en cuanto a la aplicación en desarrollo de campos en aguas profundas. Aunque a la fecha todavía se están realizando investigaciones acerca de la dinámica de los sistemas anclados, de la hidrodinámica del oleaje de superficie, del comportamiento de los Spar buoys, de la interacción entre risers adyacentes, del comportamiento entre componentes en ambiente marinos, de la caracterización de suelos marinos, del comportamiento de cimentaciones, de la soldadura homopolar y de la dinámica de olas no lineales, el panorama es todavía muy vasto y falta mucho por desarrollar y obtener la mejor tecnología de explotación de campos en aguas profundas al mejor costo posible.
Junio, 2002