Una plataforma de perforación es un sistema integrado que perfora pozos , como pozos de petróleo o agua, o agujeros para pilotes y otros fines de construcción, en el subsuelo de la tierra. Las plataformas de perforación pueden ser estructuras masivas que albergan equipos utilizados para perforar pozos de agua , pozos de petróleo o pozos de extracción de gas natural, o pueden ser lo suficientemente pequeñas como para ser movidas manualmente por una persona y se denominan barrenas . Las plataformas de perforación pueden tomar muestras de depósitos minerales subterráneos, probar las propiedades físicas de rocas, suelos y aguas subterráneas , y también pueden usarse para instalar fabricaciones subterráneas, como servicios públicos subterráneos, instrumentación, túneles o pozos. Las plataformas de perforación pueden ser equipos móviles montados en camiones, orugas o remolques, o estructuras terrestres o marinas más permanentes (como plataformas petroleras , comúnmente llamadas "plataformas petrolíferas marinas" incluso si no contienen una plataforma de perforación). Por tanto, el término "plataforma" se refiere generalmente al equipo complejo que se utiliza para penetrar la superficie de la corteza terrestre .
Las plataformas de perforación de tamaño pequeño y mediano son móviles, como las que se utilizan en perforaciones de exploración minera, perforaciones, pozos de agua e investigaciones ambientales. Las plataformas más grandes son capaces de perforar miles de metros de la corteza terrestre , utilizando grandes " bombas de lodo " para hacer circular el fluido de perforación (lodo) a través de la broca y hacia arriba por el anillo de revestimiento , para enfriar y retirar los "recortes" mientras pozo está perforado. Los polipastos de la plataforma, una torre de perforación , pueden levantar cientos de toneladas de tubería . Otros equipos pueden introducir ácido o arena en los yacimientos para facilitar la extracción de petróleo o gas natural; y en lugares remotos puede haber alojamiento permanente y comida para las tripulaciones (que pueden ser más de cien). Las plataformas marinas pueden operar a miles de kilómetros de distancia de la base de suministro con una rotación o ciclo de tripulación poco frecuente.
Hasta que se desarrollaron los motores de combustión interna a finales del siglo XIX, el método principal para perforar roca era la fuerza muscular del hombre o de los animales. La técnica de extracción de petróleo mediante perforación por percusión o perforación rotatoria tiene sus orígenes que se remontan a la antigua dinastía china Han en el año 100 a.C., donde se utilizaba la perforación por percusión para extraer gas natural en la provincia de Sichuan. [1] Los primeros métodos de perforación de petróleo y gas eran aparentemente primitivos ya que requerían varias habilidades técnicas. [1] [2] Las habilidades implicaban la disponibilidad de pesadas brocas de hierro y largos postes de bambú, la fabricación de cables largos y resistentes tejidos con fibra de bambú y palancas. Se sujetaban pesadas piezas de hierro a largos cables de bambú suspendidos de torres de perforación de bambú y luego se levantaban y dejaban caer repetidamente en un hoyo cavado manualmente haciendo que entre dos y seis hombres saltaran sobre una palanca. [1] Los pozos petroleros de la dinastía Han hechos mediante perforación por percusión fueron efectivos, pero solo alcanzaron 10 metros de profundidad y 100 metros en el siglo X. [1] En el siglo XVI, los chinos exploraban y perforaban pozos de petróleo a más de 2000 pies (610 m) de profundidad. [2] La tecnología china de perforación de pozos se introdujo en Europa en 1828. [3] El empresario estadounidense Edwin Drake utilizó una variante modernizada de la antigua técnica de perforación china para perforar el primer pozo petrolero de Pensilvania en 1859 utilizando pequeñas máquinas de vapor para impulsar el proceso de perforación. en lugar de por músculo humano. [1] La perforación con herramientas con cable se desarrolló en la antigua China y se utilizaba para perforar pozos de salmuera. Los domos de sal también contenían gas natural, que algunos pozos producían y que se utilizaba para la evaporación de la salmuera. Drake se enteró de la perforación con herramientas con cables a través de trabajadores chinos en los EE. UU. [4] El primer producto primario fue el queroseno para lámparas y calentadores. [5] [6] Acontecimientos similares en torno a Bakú alimentaron el mercado europeo.
En la década de 1970, fuera de la industria del petróleo y el gas, las brocas de rodillos que utilizaban circulación de lodo fueron reemplazadas por los primeros taladros neumáticos de circulación inversa (RC) de pistón alternativo y quedaron esencialmente obsoletas para la mayoría de las perforaciones poco profundas, y ahora solo se usan en ciertas situaciones donde Las rocas impiden otros métodos. La perforación RC demostró ser mucho más rápida y eficiente, y continúa mejorando con una mejor metalurgia, obteniendo brocas más duras y duraderas y compresores que entregan presiones de aire más altas en volúmenes más altos, lo que permite una penetración más profunda y rápida. La perforación diamantina se ha mantenido esencialmente sin cambios desde sus inicios.
Las plataformas de perforación de petróleo y gas natural se utilizan no sólo para identificar yacimientos geológicos, sino también para crear agujeros que permiten la extracción de petróleo o gas natural de esos yacimientos. Principalmente en campos de petróleo y gas terrestres, una vez que se ha perforado un pozo, la plataforma de perforación se retirará del pozo y una plataforma de servicio (una plataforma más pequeña) construida específicamente para las terminaciones se trasladará al pozo para obtener el bien en linea. [7] Esto libera la plataforma de perforación para perforar otro pozo y agiliza la operación, además de permitir la especialización de ciertos servicios, es decir, terminaciones versus perforación.
Las plataformas de perforación minera se utilizan para dos propósitos principales: la perforación de exploración, cuyo objetivo es identificar la ubicación y la calidad de un mineral, y la perforación de producción, utilizada en el ciclo de producción de la minería. Las plataformas de perforación utilizadas para la voladura de rocas en minas a cielo abierto varían en tamaño dependiendo del tamaño del pozo deseado y generalmente se clasifican en pozos de producción más pequeños, pre-divididos y más grandes. La minería subterránea (roca dura) utiliza una variedad de equipos de perforación que dependen del propósito deseado, como producción, empernado, cableado y construcción de túneles.
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En las primeras exploraciones petroleras, las plataformas de perforación eran de naturaleza semipermanente y las torres de perforación a menudo se construían en el sitio y se dejaban en el lugar después de completar el pozo. En tiempos más recientes, las plataformas de perforación son máquinas costosas hechas a medida que pueden trasladarse de un pozo a otro. Algunas plataformas de perforación livianas son como una grúa móvil y generalmente se usan para perforar pozos de agua. Las plataformas terrestres más grandes deben dividirse en secciones y cargas para trasladarlas a un nuevo lugar, un proceso que a menudo puede llevar semanas.
También se utilizan pequeñas plataformas de perforación móviles para perforar o perforar pilotes . Las plataformas pueden variar desde plataformas de barrena de vuelo continuo (CFA ) de 100 toneladas cortas (91 000 kg ) hasta pequeñas plataformas neumáticas utilizadas para perforar agujeros en canteras, etc. Estas plataformas utilizan la misma tecnología y equipo que las plataformas de perforación petrolera, solo que en un tamaño más pequeño. escala.
Los mecanismos de perforación descritos a continuación difieren mecánicamente en términos de la maquinaria utilizada, pero también en términos del método mediante el cual los recortes de perforación se eliminan de la cara de corte de la broca y se devuelven a la superficie.
Una plataforma de perforación automatizada (ADR) es una plataforma de perforación terrestre automatizada de tamaño completo que perfora secciones laterales largas en pozos horizontales para la industria del petróleo y el gas. [8] Los ADR son equipos ágiles que pueden moverse de plataforma en plataforma a nuevos sitios de pozos más rápido que otros equipos de perforación de tamaño completo. Cada plataforma cuesta alrededor de 25 millones de dólares. El ADR se utiliza ampliamente en las arenas bituminosas de Athabasca . Según el "Oil Patch Daily News", "Cada plataforma generará 50.000 horas-hombre de trabajo durante la fase de construcción y, una vez finalizada, cada plataforma operativa empleará directa e indirectamente a más de 100 trabajadores". En comparación con las plataformas de perforación convencionales", Ensign, un contratista internacional de servicios petroleros con sede en Calgary, Alberta, que fabrica ADR afirma que son "más seguros de operar, tienen "inteligencia de controles mejorada", "huella ambiental reducida, movilidad rápida y comunicaciones avanzadas entre campo y oficina." [8] En junio de 2005, Deer Creek Energy Limited, una empresa de arenas bituminosas con sede en Calgary, movilizó la primera plataforma de perforación automatizada inclinada (ADR), Ensign Rig No. 118, diseñada específicamente para aplicaciones de drenaje por gravedad asistido por vapor (SAGD). [9]
Un taladro de barrena es una herramienta con forma de espiral. Su función principal es perforar agujeros en el suelo y otros materiales, o superficies como hielo, madera, etc. El diseño de una barrena depende del tipo de material que se pretende perforar, de ahí que existan diferentes tipos de taladros de barrena. . [10] Los taladros de barrena vienen en diferentes tamaños y pueden perforar agujeros hasta una profundidad de 95 pies bajo tierra. Se sabe que son bastante versátiles y ahorran tiempo y energía durante trabajos de construcción o incluso proyectos personales.
Un cucharón de perforación, o cucharón de barrena, es un cabezal de perforación que acumula desechos en su interior y se puede levantar del pozo periódicamente para vaciarlo. [11]
Una vez finalizada la cementación del revestimiento, se retiran del lugar de perforación la plataforma de perforación, el equipo y los materiales.
Una plataforma más pequeña, conocida como plataforma de reacondicionamiento o plataforma de terminación, se mueve sobre el pozo.
La plataforma más pequeña se utiliza para las operaciones de terminación restantes.