Una plataforma de perforación petrolera es un complejo de equipos especializados para. Se instala directamente en el lugar de perforación; con su ayuda, las operaciones se realizan de forma independiente, ya que todos los mecanismos están automatizados. Los equipos de perforación le permiten extraer petróleo en cualquier condición climática.

Lugares donde se utilizan plataformas de perforación petrolera

Las plataformas de perforación petrolera se utilizan en varias aplicaciones.

Cuando se obtienen pozos de pequeño tamaño, principalmente de hasta 25 m, destinados a la exploración sísmica, suelen perforarse en un lugar donde ya se ha determinado la presencia de petróleo; son necesarios para estimar la cantidad de material extraído y elaborar un trabajo; plano en la zona.

Para la perforación de pozos productivos, su profundidad es de hasta 6000 m, utilizados para la obtención de gas, petróleo y otros tipos de minerales sólidos;

Para obtener pozos de evaluación, los especialistas los utilizan para hacer pronósticos y analizar el movimiento de los bloques de petróleo en el área de estudio, así como determinar la cantidad aproximada de minerales.

Para excavar pozos de control, se monitorea la presión en los sitios de trabajo.

Al realizar agujeros de observación, permiten realizar un seguimiento de la cantidad de material extraído y sus restos. De esta forma se puede evaluar el contacto del petróleo y el gas con el agua.

Las plataformas de perforación petrolera también se utilizan para reparar pozos de petróleo y gas y producir.

Propósito de la configuración

Los sistemas petroleros están diseñados para perforar pozos que difieren no solo en tamaño, sino también

cita. Son estas diferencias las que determinan los objetivos de perforación:

• Estudios de ingeniería-geológicos (utilizados para estudiar el terreno y la composición de las placas geológicas).
• Perforación hidrogeológica (necesaria para extraer agua, así como para bajar su nivel en una zona determinada).
• Las instalaciones son indispensables para el suministro de calor geotérmico.
• Trabajos de construcción (actividades de construcción, disposición de cimentaciones de pilotes y micropilotes, colocación de anclajes).
• Actividades de exploración geológica (estudiar la estructura geológica de la zona, realizar una previsión y analizar su comportamiento posterior).
• Previsión de exploración sísmica.
• Instalación de soportes para líneas eléctricas.

Los equipos de perforación se utilizan ampliamente, lo que significa diferentes características de diseño de cada tipo. Además, un determinado tipo de máquina sólo puede funcionar en determinadas condiciones climáticas.

Tipos y clasificación de plataformas de perforación petrolera.

Existen varios tipos de clasificaciones de complejos petroleros, en función de las cuales se determina un criterio de instalación importante.

Diseño

Las máquinas se diferencian por sus características de diseño. Esto se explica por el hecho de que un determinado tipo de máquina se utiliza sólo para un tipo de trabajo limitado. Por diseño, el equipo puede ser:

• Montado en mástil (la parte mecánica se sitúa sobre dos soportes).
• Torre (tiene 4 mecanismos de soporte, la carga en cada uno de ellos se distribuye uniformemente).

Las unidades de torre se caracterizan por su gran tamaño y su alta productividad.

Método de movimiento

El equipo de perforación también difiere en el método de movimiento. Estas características son muy importantes para trabajar en diferentes tipos de terreno. Las unidades de perforación se dividen según el criterio de movimiento:

• móvil;
• estacionario.

Las plataformas móviles de perforación petrolera son indispensables para las actividades de exploración, así como para el estudio de la composición del terreno. Con su ayuda, los especialistas toman muestras para diversos estudios. Los modelos estacionarios son necesarios para la extracción de material.

Colocación

La minería se puede realizar en cualquier terreno, sin importar si es una superficie sólida o un cuerpo de agua. Según estos criterios, las plataformas de perforación se dividen en:

• suelo;
• marino (la fijación se realiza en el fondo).

Los campos petrolíferos pueden ubicarse en cualquier lugar y la cantidad de petróleo no depende de si se encuentra en una superficie sólida o en agua. Por lo tanto, las máquinas pueden bombear aceite en cualquier condición.

Método de perforación

Para perforar pozos se utilizan varios tipos de perforación. Dependiendo de esto, las instalaciones petroleras se dividen:

• Perforación rotativa (el trabajo se realiza debido al movimiento de rotación de un elemento estructural especial de la máquina).
• Perforación por impacto rotativo (se utiliza una cierta fuerza de impacto para obtener un pozo, después de lo cual el elemento de instalación comienza a girar).
• Impacto (la perforación se realiza por el impacto del elemento sobre la superficie de la zona).
• Perforación por vibración.
• Perforación contra incendios.

Recientemente, se ha desarrollado un nuevo tipo de equipo de perforación, con la ayuda del cual se forma un pozo mediante perforación por impulsos de descarga.

Además, las plataformas petrolíferas pueden funcionar con accionamiento eléctrico, electrohidráulico o diésel.

Construcción de plataformas de perforación petrolera.

Una plataforma de perforación petrolera incluye varios sistemas en su diseño.

Energía

El motor convierte el combustible en el tipo de energía necesario, que alimenta un generador eléctrico. Éste, a su vez, conduce el flujo de electricidad al resto de mecanismos y componentes de la máquina.

Mecánico

Esta pieza contiene un dispositivo de elevación que mueve elementos pesados. Además, en esta parte de la estructura de perforación petrolera se encuentra un cilindro rotor.

Auxiliar

El sistema incluye equipos adicionales con los que se dispone de luz, elementos de ventilación y también se puede realizar el movimiento de la unidad.

Información

Ejercer un estricto control sobre el funcionamiento de todo tipo de unidades y mecanismos. Si hay un problema, suena una alarma.

Circulante

Con este tipo de sistema, se impulsa una solución química hacia la sarta de perforación. Bajo cierta presión, recorre todos los tubos y entra en el cilindro del rotor.

Además de los sistemas que componen los complejos petroleros, se distinguen las partes de trabajo del dispositivo:

• Equipo de perforación (soporta la perforadora durante el trabajo en el suelo, baja y sube el equipo necesario).
• Bombas de alta tecnología (bombear una solución química al sistema).
• Sistema de tuberías (los mecanismos y unidades están conectados entre sí).
• Rotor (que realiza el movimiento del taladro durante el trabajo, así como mantiene el equilibrio del equipo).
• Perforadora (unidad utilizada para destruir rocas en la zona donde se realiza el trabajo).
• Cabrestantes (alimentar la herramienta hasta el frente y asegurar la rotación del rotor).

Además, la unidad contiene elementos como preventores, que aseguran el cierre hermético de las válvulas de tubería.

Uso de sistemas petroleros.

Instalar sistemas de producción de petróleo en bloques o unidades. Se utilizan soportes ligeros como base de montaje. La operación se lleva a cabo en varias etapas:

1. Preparar el área donde se ubicará este sistema, verificando la capacidad de servicio e integridad de todos los equipos.
2. Se realizan marcas en el área y se eliminan todos los dispositivos que se caracterizan por un alto grado de riesgo de incendio.
3. En primer lugar, se ensambla la parte de soporte, que consta de un cabrestante y un rotor; se fijan a ellos las instalaciones auxiliares y de servicios públicos mediante pernos especiales.
4. Posteriormente se procede al montaje de los ejes, mesa del rotor y futuro centro del pozo.

La etapa final es el montaje de la torre y su equipamiento adicional. Todo el trabajo se realiza mediante máquina grúa.

La entrega de una perforadora se considera un proceso bastante complejo, que incluye:

• Según él, el cálculo decide la cuestión del método de transporte.
• A la hora de determinar la ruta, en este caso se tienen en cuenta todas las pendientes del terreno, así como la calidad de la carretera.
• Comprobación y preparación del equipo con el que se acoplará la unidad al equipo de transporte.
• Cargando.

La entrega de la plataforma de perforación se puede realizar mediante un mecanismo de semirremolque, si las dimensiones de la unidad lo permiten.

Las plataformas petroleras (de perforación) son estructuras que forman parte de las estaciones de perforación. Se dividen en mástil y torre y sirven para:

• SPO (operaciones de viaje y elevación);
• soporte (sobre la base de aparejos) de la sarta de perforación durante la perforación;
• colocación de tubos de perforación retirados del pozo;
• ubicación del sistema de aparejos;
• colocación de mecanismos SPO y ASP, plataformas: trabajo, evacuación de emergencia y equipos auxiliares;
• ubicación del disco superior.

Las plataformas petroleras rusas se construyen principalmente en astilleros de Kaliningrado, Severodvinsk, Vyborg y Astrakhan. Todas las plataformas de perforación son un complejo complejo diseñado para perforar cualquier pozo, tanto en tierra como en el mar.

Las primeras plataformas petrolíferas de Rusia se construyeron en Kuban. Y uno de ellos produjo un chorro de petróleo, permitiendo la producción de más de 190 toneladas diarias.

Tipos de perforación

La perforación se divide en dos tipos: horizontal y La perforación horizontal es un método controlado sin zanjas para establecer comunicaciones subterráneas utilizando equipos de perforación especiales. La perforación de pozos es un proceso de diámetros grandes y pequeños. El fondo se llama fondo y la superficie se llama boca.

sarta de perforación

La sarta de perforación es la parte principal de la estructura de la plataforma petrolera. La columna consta de:

La sarta de perforación en sí es un conjunto de tubos de perforación especiales que se introducen en el pozo. Las tuberías están diseñadas para suministrar energía mecánica e hidráulica directamente a la broca con el fin de crear sobre ella la carga necesaria y controlar la trayectoria del pozo.

Funciones de la plataforma de perforación.

La plataforma petrolera realiza las siguientes funciones:

• transmite rotación entre el rotor y la broca;
• recibe pares reactivos de motores frontales;
• entrega agente de lavado a la cara;
• suministra energía (hidráulica) al motor y a la broca;
• presiona la broca contra la roca usando la gravedad;
• asegura la sustitución del motor y de la broca transportándolos hasta el fondo;
• permite realizar trabajos especiales y de emergencia en el propio pozo.

Trabajo en plataforma petrolera

Una torre de perforación de petróleo está diseñada para descender y elevar columnas. Al mismo tiempo, la torre permite soportar su peso. Dado que la masa de dichos elementos de soporte es de muchas toneladas, se utiliza equipo especial para reducir la carga. Y el equipo de elevación es uno de los componentes principales de cualquier plataforma de perforación.

La plataforma petrolera también realiza otros trabajos: coloca un sistema de desplazamiento y otros equipos en la sarta de perforación. Al operar torres, el mayor peligro es su destrucción total o parcial. Muy a menudo, la razón principal es una supervisión insuficiente de la estructura durante el funcionamiento.

Las sartas de perforación se bajan y suben varias veces. Estas operaciones son estrictamente sistemáticas y consistentes. Las cargas sobre el cabrestante son cíclicas. Cuando se produce la elevación, la potencia del gancho pasa del motor al cabrestante, al descender, viceversa. Para utilizar la máxima potencia, se utilizan modos de funcionamiento de varias velocidades. Durante la perforación y una vez finalizada, las velas se elevan estrictamente a velocidad 1.

Tipos de plataformas de perforación

Las plataformas petroleras se dividen en diferentes tipos según la altura, el diseño y la capacidad de elevación. Además de las torres tipo mástil, también se utilizan torres de torre, ensambladas de arriba a abajo. Antes de comenzar el montaje, se monta un ascensor en la base de la torre. Después de la instalación completa se desmonta.

Estructuras habituales

Al instalar una plataforma petrolera, siempre se erigen estructuras convencionales junto a ella, como por ejemplo:

• caja de cambios;
• casa de bombas;
• puente receptor (inclinado u horizontal);
• sistema de limpieza de rocas;
• almacenes de materiales a granel y productos químicos;
• estructuras auxiliares durante la perforación (sitios de transformadores, etc.);
• instalaciones domésticas (comedor, dormitorios, etc.);
• sistema de aparejos;
• cabrestantes;
• Herramientas para desatornillar y maquillar BT.

Plataformas petroleras en alta mar

La diferencia entre una plataforma de perforación marina y una plataforma de perforación ubicada en tierra es la presencia de agua entre la plataforma de perforación y la boca del pozo. Hay varias formas de perforar en áreas marinas:

• desde plataformas marinas estacionarias;
• desde plataformas marinas por gravedad;
• de plataformas autoelevables de perforación;
• de plataformas de perforación semisumergibles;
• de los buques de perforación.

Una plataforma petrolera en el mar es una plataforma cuya base descansa en el fondo y que a su vez se eleva sobre el mar. Una vez finalizado el uso, la plataforma permanece en su lugar. Por lo tanto, se proporciona una plataforma de liberación de agua que aísla el pozo del agua y conecta la boca del pozo con el área de la plataforma. El equipo de boca de pozo está instalado en el MSP.

Para remolcar la plataforma hasta el pozo se utilizan cinco remolcadores, interviniendo también embarcaciones auxiliares (escoltas, tractores, etc.). Una plataforma de gravedad marina es una base hecha de acero y hormigón armado. La plataforma petrolera se construye en bahías profundas y se transporta al punto deseado mediante remolcadores. Está diseñado tanto para perforación como para almacenamiento hasta su envío. Es pesado, por lo que no se requieren dispositivos adicionales para mantenerlo en su lugar.

El equipo autoelevable tiene buena flotabilidad. Se instala en el fondo mediante mecanismos de elevación a una altura inaccesible a las olas. Una vez finalizada la operación, se utilizan sartas de carcasa y puentes de liquidación.

La instalación semisumergible consta de una plataforma equipada y pontones conectados por columnas. Los pontones se llenan de agua y sumergen la plataforma hasta la profundidad deseada.

Las unidades autoelevadoras tienen buena flotabilidad y un casco grande, lo que garantiza un remolque inmediato con el equipo instalado en ellas. En un punto determinado se bajan hasta el fondo y se sumergen en el suelo.

¿Cómo hacer una plataforma petrolera y de qué está hecha?

Las torres de perforación se fabrican a partir de perfiles laminados o tubos de compresores usados. Se fabrican hasta 28 metros de altura y con una capacidad de carga de hasta 75 toneladas. Las torres altas son las más convenientes, ya que subir y bajar no solo pueden hacerlo las personas, sino también las rodillas, lo que acelera significativamente el trabajo.

La distancia entre las patas inferiores de la torre y la parte superior es de aproximadamente 8 metros. Si el pozo es poco profundo, se necesitarán mástiles. Las torres y los mástiles se montan sobre una base sólida, que debe reforzarse adicionalmente con la ayuda de anclajes adjuntos.

En las torres se instalan bloques de corona, donde se ubica el sistema de aparejo con gancho de elevación. Trabajar en plataformas petrolíferas implica la instalación de escaleras que se instalan para los trabajadores. Están hechos de metal o madera.

El bienestar del mundo actual y de la civilización humana en esta etapa de su desarrollo se basa en el uso generalizado de recursos combustibles. Se trata, en primer lugar, del petróleo, que no sólo es una fuente de energía relativamente barata, sino que también se utiliza en muchas ramas de la producción industrial. El gas natural es un recurso energético igualmente importante.

El desarrollo activo de este tipo de minerales no comenzó hasta el siglo XIX. Fue consecuencia de la revolución científica y tecnológica que se estaba produciendo en los países desarrollados en ese momento. Las fuentes de energía tradicionales, que eran el carbón, la madera y el vapor de agua, ya no podían satisfacer a una industria que crecía a un ritmo gigantesco. El petróleo se convirtió durante muchos años en una especie de base para el progreso científico y tecnológico humano.

Hoy en día, se ha vuelto notablemente más difícil extraer este recurso, ya que la mayoría de los yacimientos de fácil acceso ya se han agotado. Si nos fijamos en el mapa, las plataformas petrolíferas están situadas de forma muy compacta en zonas aisladas. Sin embargo, los estados y las grandes empresas están desarrollando e implementando nuevas tecnologías y métodos de producción de petróleo. A este respecto, el desarrollo de los depósitos extraterritoriales parece especialmente prometedor. Para ello, se utilizan complejos de producción especiales: plataformas petrolíferas marinas, que se analizarán más adelante en el artículo.

¿Qué es una plataforma petrolera?

El método básico para extraer recursos del yacimiento es la construcción y el uso de una torre de perforación especial, que es una estructura especial hecha, por regla general, de perfiles de acero laminado.

Está montado encima del pozo. En la estructura de la torre se pueden instalar tanto equipos de perforación para su construcción como unidades para bombear petróleo. Por lo tanto, podemos dividir condicionalmente estas estructuras en perforación y producción de petróleo (según su finalidad).

Según el tipo de construcción, se distinguen torres de mástil y torre.

• Mástil.

Dichas estructuras se erigen a partir de varias secciones separadas, que son cerchas de celosía. Se unen entre sí mediante conexiones de brida.

Una característica especial de este diseño son las “patas” de la torre, que a su vez constan de 4 elementos separados conectados entre sí. Por cierto, este tipo de construcción se utiliza en el popular juego “Klondike”.

• Torre.

Este es un diseño más simple (en comparación con uno de mástil). Consta de sólo 4 "patas", que están conectadas entre sí y unidas a una base especial. Este diseño, que originalmente se usó en todas partes, no se usa con tanta frecuencia debido a su menor confiabilidad, pero es económico y fácil de instalar. En Rusia se utilizan plataformas petrolíferas de este tipo en la plataforma del Mar Caspio.

Además, cabe destacar que existen torres terrestres y marítimas. En el último caso, actúan como un elemento integral de una estructura más grande: una plataforma petrolera.

Estructura de la plataforma petrolera

Las plataformas que se están construyendo para la extracción de minerales de hidrocarburos de la plataforma marina son estructuras complejas y grandiosas que constan de varias partes.

La base de la estructura es el edificio en el que se ubican otros elementos de este objeto de capital. En esencia, es un pontón bastante grande que, por regla general, tiene una forma rectangular.

Para mantener el cuerpo de la plataforma en la superficie del agua y no hundirse, se apoya en columnas especiales. Están llenos de aire atmosférico y tienen un desplazamiento significativo.

Para garantizar que la plataforma esté estacionaria y no se vea afectada por las corrientes marinas, se utiliza un sistema de anclaje especial. Consta de cables de acero que se sujetan por un lado a cabrestantes situados en la plataforma, y ​​por el otro a anclajes situados en el fondo del mar. Cabe señalar aquí que se presta mayor atención a la fiabilidad de este elemento. Entonces, el grosor de los cables por sí solos es de unos 8 cm de diámetro.

El siguiente elemento de la plataforma petrolera es la plataforma de perforación, que está fijada a su casco. También existen mayores requisitos en cuanto a la resistencia de los materiales con los que está fabricado. Esto no es sorprendente, ya que la plataforma de perforación debe soportar enormes cargas asociadas con la colocación de plataformas de perforación y producción de petróleo en su superficie.

El principal elemento estructural de una plataforma petrolera es la torre, cuyo propósito se describió anteriormente. Cabe señalar aquí que la altura del mástil puede alcanzar decenas de metros.

Una plataforma petrolera es una estructura de ingeniería costosa y técnicamente compleja. En este sentido, las grandes empresas organizan la seguridad de las plataformas de perforación para protegerlas de posibles ataques y sabotajes.

Etapas de construcción

La plataforma petrolera es una estructura prefabricada y, por tanto, se está construyendo por etapas. Así, en primer lugar, se entrega su cuerpo y su base a la zona donde se planea extraer petróleo, la cual queda algo sumergida y fijada en el fondo mediante un sistema de anclaje. A continuación comienza la construcción del resto de superestructuras. Estos incluyen la plataforma y torres de perforación, helipuertos, compartimentos técnicos, etc.

Anteriormente, la construcción de una plataforma consistía en clavar pilotes en el fondo, a los que se fijaban elementos estructurales individuales. Pero en las condiciones de desarrollo de los yacimientos petrolíferos en la plataforma ártica, que implica trabajar a grandes profundidades y en suelos inestables, comenzaron a crear cimientos de cajones llenos de arena. Por tanto, las plataformas de producción de petróleo en las latitudes del norte son terraplenes e islas artificiales.

Principio de funcionamiento

La búsqueda de depósitos de petróleo en el mar se realiza mediante los llamados métodos de exploración sísmica, que se basan en la estimación de la frecuencia de las ondas sonoras reflejadas.

Cuando el campo ha sido explorado y los geólogos han proporcionado datos sobre sus reservas, los trabajadores petroleros comienzan el proceso de perforación. Es más complejo que lo que ocurre en la superficie de la tierra, ya que el espesor del agua del mar crea una resistencia mecánica adicional. Una vez finalizada la perforación, se instalan equipos para bombeo y producción de petróleo. A medida que se agoten las reservas en formaciones individuales, es posible que se realicen trabajos de perforación adicionales en el campo.

Tipos de plataformas marinas

Dependiendo del propósito y funcionalidad de las plataformas de producción de petróleo, se distinguen los siguientes tipos:

• Plataforma petrolera estacionaria.

El tipo más común de equipo de petróleo y gas, que permite tanto la perforación como la extracción de recursos naturales del fondo marino a una profundidad de 15 a 500 m.

• Plataforma móvil independiente.

Se trata de una plataforma petrolera que, si es necesario, se puede trasladar fácilmente a otro lugar.

• Plataforma petrolera semisumergida.

Utilizado para la exploración petrolera.

• La plataforma de perforación es autoelevadora.

Un tipo especial de equipo de petróleo y gas, que es una plataforma de perforación montada sobre columnas en la columna de agua. Utilizado en exploración geológica.

• Instalación flotante de almacenamiento de petróleo.

Un complejo de ingeniería multifuncional que puede utilizarse para la producción, almacenamiento y transporte de petróleo.

Tecnologías de producción de petróleo y gas en alta mar.

La extracción de petróleo y gas del fondo marino es una tarea compleja y costosa. Para mejorar la eficiencia y reducir costos, los ingenieros han desarrollado varios métodos de extracción de petróleo y gas en alta mar que se utilizan en todo el mundo. Su uso depende directamente de la profundidad a partir de la cual se planea desarrollar el campo. Existen varias tecnologías de este tipo:

• perforación direccional – para producción costera;
• plataformas estacionarias sobre una base rígida – para minería a profundidades de hasta 40 m;
• plataformas flotantes estándar: para producción de petróleo a una profundidad de al menos 80 m;
• instalación de plataformas semisumergibles – a una profundidad de hasta 200 m.

Si la profundidad del mar donde se encuentra el pozo es superior a 200 m, la producción se realiza mediante barcos perforadores utilizando tuberías flexibles.

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Mucha gente está familiarizada con la imagen de estas islas de acero, de la altura de un edificio de varios pisos, que se elevan sobre la superficie del mar sobre enormes soportes macizos. Utilizando las más modernas tecnologías, estas unidades son capaces de perforar pozos de hasta 10 km de profundidad. Echemos un vistazo más de cerca a estas estructuras únicas.

¿Cómo se construye una plataforma de perforación marina?

Cualquier plataforma petrolera consta de cuatro partes principales: el casco, el sistema de anclaje, la plataforma de perforación y la torre de perforación. El casco de una plataforma petrolera es un enorme pontón de forma triangular o cuadrangular. Está sostenido a flote por seis enormes columnas llenas de aire.

Al casco se adjunta una plataforma de perforación, que es más grande que un campo de fútbol. La plataforma es muy duradera para soportar el peso de una plataforma de perforación, un helipuerto, varias grúas y otros equipos. Sobre la plataforma de perforación, aproximadamente a la altura de un edificio de 10 a 15 pisos, hay una torre de perforación que sube y baja la perforadora.

El sistema de anclaje que sujeta la plataforma en su lugar consta de 9 cabrestantes, tres ubicados a cada lado del cuerpo de la plataforma. Estos cabrestantes tiran de líneas de amarre de acero que están unidas a anclas en el fondo del mar. El cable de acero se encuentra en la parte superior del alambre de sujeción y se enrolla y desenrolla mediante un cabrestante. En la parte inferior del viento hay una cadena de acero que está unida al ancla. El espesor de los cables que sujetan la plataforma es de ocho centímetros; los eslabones de la cadena a los que están unidos son más grandes que la cabeza de una persona. La masa de un eslabón es de 33 kg. Los cables de anclaje son tan fuertes que ni siquiera la fuerza combinada de cinco aviones Boeing 747 pueden romperlos. Al final de cada tensor se fija un ancla tipo “Bruce” con un diámetro de 5,5 m y un peso de más de 13 toneladas. La plataforma se entrega a su destino mediante remolcadores marítimos a una velocidad de aproximadamente 6 nudos.

Sin embargo, incluso a pesar de un diseño tan potente y fiable, las tormentas y huracanes siguen representando un peligro formidable para las plataformas marinas. Por ejemplo, en agosto de 2005, debido a la amenaza del huracán Katrina, más de 20 mil trabajadores petroleros tuvieron que ser evacuados de las plataformas de perforación ubicadas en el Golfo de México. Durante los dos días que el huracán azotó la región, unas 50 plataformas de perforación resultaron dañadas o destruidas, diez de ellas arrancadas de sus anclajes. Una de las plataformas fue transportada 129 km y la otra fue arrojada a tierra. Ya no estaba sujeto a restauración. Pérdidas tan graves en la industria petrolera provocaron un fuerte aumento en los precios del "oro negro" en todas las bolsas del mundo.

EVA-4000: una maravilla de la era espacial

La primera torre de perforación petrolera de la historia se construyó en 1859 cerca de la ciudad de Titusville, Pensilvania, EE. UU. Extrajo petróleo a una profundidad de 21 m. A partir de este momento comenzó la historia de la producción de petróleo, que pronto cubrió todos los continentes. A lo largo de las décadas que han transcurrido desde entonces, las reservas de petróleo ubicadas en tierra se han agotado bastante. Por ello, las empresas productoras de petróleo dirigieron su atención a las reservas de hidrocarburos escondidas en las profundidades de los mares y océanos. Una de las primeras regiones donde se inició la producción de petróleo del fondo marino fue el Golfo de México. Entre 1960 y 1990, más de 4 mil plataformas de perforación marinas de diversos tamaños se ubicaron en aguas poco profundas cerca de la costa.

Pero a medida que crecieron las necesidades de la humanidad, las reservas de petróleo que podían producirse cerca de la costa se volvieron escasas. Y la producción de petróleo comenzó a avanzar cada vez más hacia mar abierto, alejándose de la costa. Poco a poco, las empresas petroleras abandonaron la plataforma continental. Se comenzaron a ubicar plataformas de perforación en lugares donde la distancia al fondo marino superaba los 2,5 km. Para extraer petróleo aquí fue necesario construir auténticos gigantes del acero.

Una de ellas es la plataforma de perforación EVA-4000 propiedad de Noble Jim Thompson. Hoy es la plataforma de extracción de petróleo más grande.

Se parece más bien a una auténtica fábrica flotante para buscar y producir petróleo. EVA-4000 puede explorar campos petroleros en lugares que antes se consideraban completamente inaccesibles. Su plataforma tiene el tamaño de 10 canchas de baloncesto y la plataforma de perforación “se asoma” a una altitud de 52 metros sobre el nivel del mar. El peso total del complejo es de 13.600 toneladas. Hoy en día existen en el mundo 100 plataformas similares que no sólo pueden producir petróleo, sino también realizar exploraciones. Para entender por qué se construyen estructuras tan complejas, demos algunos números. Una plataforma de perforación marina puede producir 250 mil barriles de petróleo por día. Esta cantidad es suficiente para abastecer de combustible a 2,5 millones de coches. Sin embargo, la humanidad quema más de 80 millones de barriles de combustible negro al día, lo que significa que es necesario extraer mucho petróleo. Por lo tanto, a pesar de que se necesitan 4 años y 500 millones de dólares para construir una plataforma petrolera, se siguen construyendo.

¿Cómo se perfora el fondo marino?

La perforación del fondo marino se diferencia en que es mucho más difícil controlar la perforadora. Después de todo, entre el cabezal de perforación y el perforador no sólo hay kilómetros de roca sólida, sino también una enorme capa de agua de mar; el perforador necesita ver el fondo marino y controlar el trabajo de la perforadora; Para ello se creó especialmente un vehículo submarino controlado a distancia, capaz de soportar una presión de 140 kg/cm2. Este robot está diseñado para trabajar donde los humanos no pueden llegar. Mediante una cámara de vídeo, transmite la imagen a la superficie, directamente a la sala de control de la plataforma.

La perforadora se ensambla a partir de secciones de 28 metros de largo formadas por tubos de hierro. El número de secciones de cada plataforma de perforación está limitado por sus características técnicas. Por ejemplo, el EVA-4000 puede girar y sujetar un taladro de 300 secciones. Esto permitirá perforar un pozo de 9,5 km de profundidad. La perforadora se introduce en el agua a una velocidad de 60 secciones por hora.

Una vez que la broca llega a la formación de petróleo, se levanta la perforadora y se sella el orificio para evitar que el petróleo se libere en el agua. Para hacer esto, se baja al fondo un equipo especial de prevención de explosiones o un preventor. El preventor cierra herméticamente el pozo, sin permitir que se filtre una sola gota al medio ambiente. El preventor en sí se parece a un casquillo de 15 metros de altura y un peso de 27 toneladas. Un equipo de control especial ubicado en el preventor monitorea la filtración de petróleo del pozo.

Una vez descubierto y explorado un yacimiento petrolífero, la plataforma desde la que se llevó a cabo la exploración se traslada a otro lugar. Y en su lugar hay una plataforma de perforación diseñada para la producción, almacenamiento y carga de petróleo en camiones cisterna. La plataforma de perforación, gracias a su diseño, puede permanecer anclada durante décadas, independientemente de las condiciones climáticas. Debido a la alta automatización, entre 20 y 30 personas controlan el funcionamiento de la instalación.

La producción de petróleo se profundiza

Durante mucho tiempo estuvo sin resolverse el problema de mantener plataformas marinas a profundidades superiores a cientos de metros.

El caso es que durante una tormenta siempre existía la amenaza de que la instalación se soltara de sus anclajes. El problema fue resuelto por el ingeniero naval Ed Harton, quien aprovechó su experiencia en un submarino para este propósito. Desarrolló un diseño original para una plataforma de perforación, que constaba de un cilindro de enorme altura y gran diámetro, al que se unía una plataforma de perforación. La parte inferior del cilindro está llena de un material mucho más denso que el agua, por lo que su centro de gravedad se desplaza hacia abajo, lo que proporciona estabilidad y estabilidad a toda la plataforma.

Bajo el agua, el cilindro se extiende hasta una profundidad de 200 metros; está fijado al fondo marino mediante un sistema de pilotes, cada uno de los cuales se hunde entre 60 y 70 metros en el fondo marino. Las plataformas de este diseño se conocieron como Spar. La primera plataforma de perforación tipo Spar del mundo fue la instalación del sistema Neptune. A partir de ahí comenzó una nueva etapa en el desarrollo de plataformas marinas de aguas profundas.

Hoy en día, las plataformas Spar son el principal tipo de plataforma petrolera diseñada para extraer petróleo a grandes profundidades. La plataforma más profunda es la instalación Perdido de Shell, ubicada en el Golfo de México. Opera a una profundidad de 2.450 metros.

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La producción de petróleo en alta mar, junto con el desarrollo de reservas de esquisto y de hidrocarburos difíciles de recuperar, eventualmente desplazarán el desarrollo de depósitos tradicionales de “oro negro” en tierra debido al agotamiento de estos últimos. Al mismo tiempo, la producción de materias primas en áreas marinas se lleva a cabo principalmente mediante métodos costosos y que requieren mucha mano de obra, que implican el uso de los complejos técnicos más complejos: plataformas petrolíferas.

Detalles específicos de la producción de petróleo en el mar.

La disminución de las reservas de los yacimientos petrolíferos terrestres tradicionales ha obligado a las empresas líderes de la industria a centrarse en el desarrollo de ricos bloques marinos. Pronedra escribió anteriormente que el impulso para el desarrollo de este segmento de producción se dio en los años setenta, después de que los países de la OPEP impusieran un embargo de petróleo.

Según estimaciones consensuadas de expertos, las reservas geológicas estimadas de petróleo ubicadas en las capas sedimentarias de los mares y océanos alcanzan el 70% del volumen total mundial y pueden ascender a cientos de miles de millones de toneladas. De este volumen, alrededor del 60% corresponde a las zonas de estanterías.

Hoy en día, de las cuatrocientas cuencas de petróleo y gas del mundo, la mitad cubren no sólo continentes terrestres, sino que también se extienden sobre la plataforma continental. Actualmente, se están desarrollando alrededor de 350 depósitos en diferentes zonas del Océano Mundial. Todos ellos están ubicados dentro de las plataformas y la producción se lleva a cabo, por regla general, a una profundidad de hasta 200 metros.

En la etapa actual de desarrollo tecnológico, la producción de petróleo en áreas marinas está asociada con altos costos y dificultades técnicas, así como una serie de factores externos desfavorables. Los obstáculos para un trabajo eficaz en el mar son a menudo los altos niveles de sismicidad, los icebergs, los campos de hielo, los tsunamis, los huracanes y tornados, el permafrost, las fuertes corrientes y las grandes profundidades.

El rápido desarrollo de la producción de petróleo en alta mar también se ve obstaculizado por el alto costo de los equipos y el trabajo de desarrollo del campo. El monto de los costos operativos aumenta a medida que aumenta la profundidad de extracción, la dureza y espesor de la roca, así como la lejanía de la pesquería de la costa y la complejidad de la topografía del fondo entre la zona de extracción y la costa donde se encuentran los oleoductos. establecido. La implementación de medidas para prevenir fugas de petróleo también conlleva importantes costos.

El coste de una plataforma de perforación diseñada para funcionar a profundidades de hasta 45 metros es de 2 millones de dólares. Un equipo diseñado para profundidades de hasta 320 metros puede costar hasta 30 millones de dólares. La plataforma de producción para la producción a grandes profundidades en el Golfo de México cuesta 113 millones de dólares.

Carga de petróleo producido en un camión cisterna

La operación de una plataforma de perforación de tipo móvil a una profundidad de quince metros se estima en 16 mil dólares por día, 40 metros - 21 mil dólares, una plataforma autopropulsada cuando se utiliza a profundidades de 30 a 180 metros - en 1,5 a 7 millones de dólares. El desarrollo de campos en el mar los hace rentables sólo en los casos en que se trata de grandes reservas de petróleo.

También hay que tener en cuenta que los costes de producción de petróleo en diferentes regiones serán diferentes. Los trabajos relacionados con el descubrimiento de un yacimiento en el Golfo Pérsico se estiman en 4 millones de dólares, en los mares de Indonesia, en 5 millones de dólares, y en el Mar del Norte los precios aumentan hasta 11 millones de dólares. También se solicitará la licencia para el desarrollo de un yacimiento marino. caro para el operador: tendrá que pagar el doble que por el permiso para desarrollar el terreno.

Tipos y estructura de plataformas petroleras.

Al extraer petróleo de los yacimientos del Océano Mundial, las empresas operadoras suelen utilizar plataformas marinas especiales. Estos últimos son complejos de ingeniería con cuya ayuda se realizan tanto la perforación como la extracción directa de hidrocarburos del fondo marino. La primera plataforma petrolera utilizada en aguas costeras se inauguró en el estado estadounidense de Luisiana en 1938. La primera plataforma marina del mundo llamada “Oil Rocks” se puso en funcionamiento en 1949 en el Mar Caspio de Azerbaiyán.

Principales tipos de plataformas:

• estacionario;
• flojamente fijado;
• semisumergibles (exploración, perforación y producción);
• plataformas de perforación autoelevables;
• con soportes estirados;
• Instalaciones flotantes de almacenamiento de petróleo.

Plataforma de perforación flotante con estabilizadores "Arctic"

Se pueden encontrar diferentes tipos de plataformas tanto en forma pura como combinada. La elección de uno u otro tipo de plataforma está asociada a tareas y condiciones específicas para el desarrollo del campo. A continuación consideraremos el uso de diferentes tipos de plataformas en el proceso de aplicación de tecnologías básicas de producción marina.

Estructuralmente, una plataforma petrolera consta de cuatro elementos: un casco, un sistema de anclaje, una cubierta y una torre de perforación. El casco es un pontón triangular o cuadrangular montado sobre seis columnas. La estructura se mantiene a flote gracias al hecho de que el pontón está lleno de aire. La cubierta alberga tubos de perforación, grúas y un helipuerto. La propia torre baja la perforadora hasta el fondo del mar y la eleva según sea necesario.

1 - plataforma de perforación; 2 - helipuerto; 3 - sistema de anclaje; 4 - cuerpo; 5 - cubierta

El complejo se sujeta mediante un sistema de anclaje que incluye nueve cabrestantes a los lados de la plataforma y cables de acero. El peso de cada ancla alcanza las 13 toneladas. Las plataformas modernas se estabilizan en un punto determinado no sólo con la ayuda de anclajes y pilotes, sino también con tecnologías avanzadas, incluidos los sistemas de posicionamiento. La plataforma puede permanecer amarrada en el mismo lugar durante varios años, independientemente de las condiciones climáticas en el mar.

La perforadora, cuyo funcionamiento está controlado por robots submarinos, está montada en secciones. La longitud de un tramo, formado por tubos de acero, es de 28 metros. Se producen taladros con capacidades bastante amplias. Por ejemplo, una perforadora montada en la plataforma EVA-4000 puede incluir hasta trescientas secciones, lo que permite profundizar 9,5 kilómetros de profundidad.

Perforación de plataformas petroleras

La construcción de plataformas de perforación se realiza entregando la base de la estructura a la zona de producción e inundándola. Ya sobre la “base” recibida se construyen los componentes restantes. Las primeras plataformas petrolíferas se crearon soldando torres de celosía en forma de pirámide truncada a partir de perfiles y tubos, que se clavaban firmemente al fondo del mar con pilotes. En dichas estructuras se instalaron equipos de perforación.

Construcción de la plataforma petrolera Troll

La necesidad de desarrollar yacimientos en latitudes septentrionales, donde se requiere la resistencia al hielo de las plataformas, llevó a los ingenieros a idear un proyecto para la construcción de cimientos de cajones, que en realidad eran islas artificiales. El cajón se rellena con lastre, normalmente arena. Con su peso, la base se presiona contra el fondo del mar.

Plataforma estacionaria "Prirazlomnaya" con base de cajón

El paulatino aumento del tamaño de las plataformas hizo necesario revisar su diseño, por lo que los desarrolladores de Kerr-McGee (EE.UU.) crearon un proyecto para un objeto flotante con forma de poste de navegación. El diseño es un cilindro, en cuya parte inferior se coloca lastre. La parte inferior del cilindro está unida a los anclajes inferiores. Esta solución permitió construir plataformas relativamente fiables de dimensiones verdaderamente ciclópeas, diseñadas para trabajar a profundidades extremadamente grandes.

Plataforma de perforación flotante semisumergible "Polar Star"

Sin embargo, cabe señalar que no existe una gran diferencia directa en los procedimientos de extracción y carga de petróleo entre las plataformas de perforación en alta mar y en tierra. Por ejemplo, los componentes principales de una plataforma fija en alta mar son idénticos a los de una plataforma de perforación en tierra.

Las plataformas de perforación marinas se caracterizan principalmente por su autonomía. Para conseguir esta calidad, las instalaciones están equipadas con potentes generadores eléctricos y desalinizadoras de agua. El reabastecimiento de plataformas se realiza mediante buques de servicio. Además, el transporte marítimo también se utiliza para el traslado de estructuras a puntos de trabajo, en actividades de salvamento y extinción de incendios. Naturalmente, el transporte de las materias primas obtenidas se realiza mediante tuberías, camiones cisterna o depósitos flotantes.

Tecnología costa afuera

En la etapa actual de desarrollo de la industria, se perforan pozos inclinados a distancias cortas desde el lugar de producción hasta la costa. En este caso, a veces se utiliza un desarrollo avanzado: el control remoto de los procesos de perforación de un pozo horizontal, que garantiza un control de alta precisión y permite dar comandos a los equipos de perforación a una distancia de varios kilómetros.

Las profundidades en el límite de la plataforma marina suelen ser de unos doscientos metros, pero a veces alcanzan el medio kilómetro. Dependiendo de la profundidad y la distancia a la costa, se utilizan diferentes tecnologías para perforar y extraer petróleo. En zonas poco profundas se construyen cimientos fortificados, una especie de islas artificiales. Sirven como base para la instalación de equipos de perforación. En algunos casos, las empresas operadoras rodean el área de trabajo con presas, después de lo cual se bombea agua del pozo resultante.

Si la distancia a la costa es de cientos de kilómetros, entonces, en este caso, se toma la decisión de construir una plataforma petrolera. Las plataformas estacionarias, las más simples en diseño, solo se pueden usar a profundidades de varias decenas de metros; las aguas poco profundas permiten asegurar la estructura con bloques o pilotes de concreto.

Plataforma estacionaria LSP-1

A profundidades de unos 80 metros se utilizan plataformas flotantes con soportes. Las empresas que trabajan en zonas más profundas (hasta 200 metros), donde es problemático asegurar la plataforma, utilizan equipos de perforación semisumergibles. Estos complejos se mantienen en su lugar mediante un sistema de posicionamiento que consta de sistemas de propulsión submarina y anclas. Si hablamos de profundidades ultragrandes, en este caso se utilizan barcos de perforación.

Buque de perforación Maersk Valiant

Los pozos se construyen utilizando métodos individuales y en grupo. Recientemente se han comenzado a utilizar bases de perforación móviles. La perforación directa en el mar se realiza mediante elevadores, columnas de tuberías de gran diámetro que descienden hasta el fondo. Una vez completada la perforación, se instalan en el fondo un dispositivo de prevención de explosiones de varias toneladas (sistema de prevención de explosiones) y accesorios para el cabezal del pozo, lo que ayuda a evitar fugas de petróleo del nuevo pozo. También se lanzan equipos para monitorear el estado del pozo. El petróleo se bombea a la superficie después del inicio de la producción a través de tuberías flexibles.

Aplicación de diferentes sistemas de producción offshore: 1 - pozos inclinados; 2 - plataformas estacionarias; 3 - plataformas flotantes con soportes; 4 - plataformas semisumergibles; 5 - barcos de perforación

La complejidad y la alta tecnología de los procesos de desarrollo de áreas marinas son obvias, incluso si no se entran en detalles técnicos. ¿Es aconsejable desarrollar este segmento de producción, dadas las considerables dificultades que conlleva? La respuesta es clara: sí. A pesar de los obstáculos en el desarrollo de bloques marinos y los altos costos en comparación con el trabajo en tierra, el petróleo producido en las aguas del Océano Mundial todavía tiene demanda en condiciones de continuo exceso de demanda sobre oferta.

Recordemos que Rusia y los países asiáticos planean aumentar activamente las capacidades de producción en alta mar. Esta posición puede considerarse práctica con seguridad: a medida que se agoten las reservas de "oro negro" en tierra, el trabajo en el mar se convertirá en una de las principales formas de obtener materias primas petroleras. Incluso teniendo en cuenta los problemas tecnológicos, los costes y la intensidad de la mano de obra de la producción en alta mar, el petróleo extraído de esta forma no sólo se volvió competitivo, sino que desde hace mucho tiempo ocupa firmemente su nicho en el mercado industrial.