Una torre de perforación es un dispositivo de elevación compuesto como mínimo por un mástil arriostrado , como en una pértiga desmotadora , que puede articularse sobre una carga ajustando sus puntas . La mayoría de las torres de perforación tienen al menos dos componentes, ya sea un mástil arriostrado o una torre autoportante , y una pluma articulada en su base para proporcionar articulación, como en una torre de perforación de patas rígidas. El tipo más básico de torre de perforación está controlado por tres o cuatro líneas conectadas a la parte superior del mástil, que le permiten moverse lateralmente e inclinarse hacia arriba y hacia abajo. Para levantar una carga, una cuerda separada sube y pasa por encima del mástil con un gancho en su extremo libre, como en una grúa . [1] [2]
Las torres de perforación son especialmente útiles para aparejos de gran altura, trabajos que cubren un largo período de tiempo o trabajos en los que el impacto en el tráfico de calles o peatones es una preocupación. [3] Las formas de torres de perforación se encuentran comúnmente a bordo de barcos y en las instalaciones portuarias . Las grandes torres de perforación montadas en embarcaciones dedicadas se conocen como torres de perforación flotantes [4] y patas de corte .
El término torre de perforación también se aplica a la estructura que soporta un aparato de perforación en una plataforma petrolera . [5] La torre de perforación deriva su nombre de un tipo de horca que lleva el nombre de Thomas Derrick , un verdugo inglés de la época isabelina . [6]
Existen varios tipos de torre de perforación según cómo esté configurada la torre o el mástil y el uso de la pluma: [2]
Una torre de perforación con estructura en A es aquella en la que la pluma está articulada desde un travesaño entre los extremos inferiores de dos miembros verticales separados en los extremos inferiores y unidos en la parte superior; el punto de la pluma está asegurado a la unión de los largueros, y los largueros están apuntalados o arriostrados desde este punto de unión. [2] [4]
Una torre de perforación de cesta es una torre de perforación sin pluma que está sostenida por un sistema de cuerda y poste que forma una canasta. La canasta se construye a partir de un grupo de postes para formar un polígono . Hay barras transversales entre los miembros del poste para fortalecer su soporte. Las cuerdas de soporte están atadas a la parte superior de los postes de la cesta en un extremo y unidas en el otro extremo a una elevación más baja que la parte superior de los postes de la cesta para formar la base de la torre de la torre de perforación. La torre de perforación puede ser un mástil o un poste con la parte inferior articulada en la base donde se unen todas las cuerdas. La parte superior de la torre está asegurada con múltiples tirantes para colocar la parte superior de la torre en la ubicación deseada variando la longitud de las líneas de viento superiores. La carga se eleva mediante un sistema de poleas conectado a la parte superior de la torre. [2]
Una torre de perforación de pecho es una torre de perforación sin pluma y con un mástil construido con dos miembros verticales. Los miembros verticales están más extendidos en sus extremos inferiores que en sus extremos superiores. Hay travesaños para unir los dos miembros de abajo hacia arriba para formar un mástil. [2] [4]
Una torre de perforación con pluma de Chicago es una torre de perforación con una pluma que está unida a una estructura externa. El miembro vertical externo de la estructura sirve como mástil, y la pluma se coloca en un casquillo fijo sujeto al montante. La pluma está conectada a al menos tres sistemas de poleas para controlar la posición de la pluma. Por ejemplo, un sistema de poleas está conectado a la parte superior del brazo y al área más alta de la estructura externa y dos sistemas de poleas cerca de la parte superior del brazo están conectados a cada lado del brazo a la estructura externa. La posición de la parte superior del brazo se puede controlar manipulando estos sistemas de poleas. La carga se levanta desde un sistema de poleas separado que está conectado a la parte superior del brazo. [2] [4]
Una torre de perforación de pértiga (también conocida como torre de perforación de pie o torre de perforación de pértigas) es una torre de perforación sin pluma y con una sola torre o mástil sostenido por cuatro tirantes (dos tirantes laterales, uno delantero y otro trasero). Sus tirantes están dispuestos desde su cima de manera que permitan inclinar el mástil en cualquier dirección. La base de la torre tiene bisagras y la parte superior de la torre está conectada a un sistema de poleas para levantar la carga. Como se trata de un sistema de torre de perforación simple, algunas agencias recomiendan su uso como torre de rescate improvisada en una situación de emergencia en la que no se dispone de una torre de rescate o una grúa adecuadas. [1] [2]
Una torre de perforación (también conocida como torre de perforación con pluma) es una torre de perforación con mástil arriostrado fijo que se puede girar y conectar a una pluma. El mástil está en posición vertical con la base que puede hacer que el mástil gire, pero no se incline en ninguna dirección. La parte superior del mástil está conectada a muchos vientos que están anclados al suelo para soportar la carga. En la base, el mástil también está conectado al extremo inferior de la pluma. El brazo se extiende hacia afuera y hacia arriba hasta la posición deseada. La parte superior de la pluma es un sistema de poleas que está conectado a la parte superior del mástil para controlar qué tan lejos debe estar la pluma del mástil. Al girar el mástil, el brazo conectado se mueve hacia un lado. El control del lugar de elevación se realiza mediante la manipulación del sistema de poleas superior y la rotación del mástil en la base. La carga se levanta mediante otro sistema de poleas conectado a la parte superior del brazo. [2] En un levantamiento de carga media, se puede utilizar otro método de construcción. En este caso, el mástil está fijo sin girarse, pero la pluma se puede girar alrededor del mástil. Esto se puede hacer conectando la parte inferior de la pluma con dos tablas en lados opuestos alrededor de la superficie de la pluma para formar una horquilla. La horquilla y la parte inferior de la pluma están amarradas para asegurarlas entre sí. Otro amarre entre la zona de la horquilla y el mástil en una posición más alta soporta el peso de la pluma. La horquilla se coloca alrededor del mástil de manera que la parte inferior de la botavara descanse sobre el mástil sin estar fijada permanentemente a él. La horquilla evita que la pluma se desprenda del mástil mientras oscila hasta 180 grados. [7]
Una torre de perforación tipo shearleg es similar a una torre de perforación de pecho con la excepción de que, en lugar de tirantes fijos que aseguran la parte superior del mástil, está asegurada por múltiples tirantes para permitir el manejo de cargas en varios radios mediante un sistema de poleas de aparejo de carga suspendido de la parte superior del mástil. [2] En una construcción más simple, una torre de perforación con patas de corte se puede ensamblar a partir de dos postes para formar patas de corte con estructura en A sin ninguna barra transversal. La parte inferior de las patas se coloca en dos agujeros en el suelo, separándolas. Hay una cuerda para atar las dos patas cerca de la parte inferior para evitar que se separen más. En la parte superior, las dos patas están conectadas entre sí mediante un amarre , pero con un pequeño bloque espaciador colocado entre las patas. Se coloca una eslinga, que puede estar hecha de cuerdas, alrededor del área donde se unen dos patas para usarla para colocar un sistema de poleas para levantar la carga. Hay dos cables de sujeción, delantero y trasero, para soportar las patas de la cizalla. El tensor trasero puede estar enrollado para permitir el ajuste del ángulo de las patas de la cizalla. [7]
Una torre de perforación de patas rígidas, también conocida como torre de perforación escocesa, es una torre de perforación con una pluma similar a la de una torre de perforación, pero en lugar de usar cables tensores para asegurar la parte superior del mástil, utiliza dos o más miembros rígidos, llamados patas rígidas. que son capaces de resistir fuerzas de tracción o de compresión . También se pueden utilizar umbrales para conectar los extremos inferiores de las patas rígidas y la base del mástil. [2] Es posible que haya un contrapeso para colocar en los umbrales detrás de las patas rígidas al levantar cargas pesadas. [7] Una torre de perforación de patas rígidas en un buque se llama torre de perforación de patas rígidas flotante. [4]
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Otro tipo de torre de perforación se utiliza en pozos petroleros y otros agujeros perforados. Tanto la estructura en sí como el complejo conjunto de máquinas asociadas a ella se denominan torre de perforación. También se utiliza una torre de perforación en algunas plataformas de petróleo y gas en alta mar.
La pluma está conectada con la parte inferior del mástil que tiene forma de "Y" o de bípode y por lo tanto es una única torre de perforación oscilante. En los travesaños se fijan dos tirantes mediante estabilizadores giratorios que se sostienen vertical y horizontalmente. Para mantener un buen ángulo de control entre los tensores y la torre de perforación, los estabilizadores no pueden pasar el paralelo interior de la línea central. El estabilizador derecho permanece en la línea central mientras que el estabilizador izquierdo se mueve hacia afuera. Esta torre de perforación bajará o elevará la carga a medida que ambos tipos viren o arrastren. Para operar la torre de perforación Hallen se necesitan tres cabrestantes, controlados por un joystick: dos para los muchachos y uno para la compra. Los interruptores de límite se utilizan para evitar un exceso o una oscilación excesiva. Sin embargo, los límites pueden modificarse si se requiere un rango de trabajo diferente o un estiba vertical especial. La carga de trabajo segura del Hallen se sitúa entre 10 y 80 toneladas. En una torre de perforación Hallen Universal, que no tiene Hallen D-Frame, la driza tiene una longitud mayor ya que atraviesa más bloques en la línea central. La torre de perforación Universal Hallen, que reemplaza la opción D-Frame, es una especie de elevador de cubierta tradicional. El Hallen D-Frame es un soporte de acero soldado al mástil en la línea central. Para un observador situado sobre una viga , el marco tiene forma de "D". El D-Frame reemplaza a los estabilizadores y proporciona un buen ángulo de control de los muchachos. La torre de perforación Hallen es adecuada, por ejemplo, para contenedores, troncos, raíles de acero, madera aserrada y cargas pesadas. No se presta para carga general pequeña. Mantiene la plataforma libre de tensores y preventores. Sólo se necesita un cabrestante y el Hallen puede ponerse en funcionamiento en unos minutos. Es menos costoso que una grúa. Una desventaja es el reducido rango de trabajo de la torre de perforación Hallen; es capaz de girar 75° desde la línea central y puede funcionar en una inclinación de hasta 15°.
La torre de perforación Velle es similar a la Hallen pero sin el uso de estabilizadores. Encima de la pluma hay un yugo en forma de T. Al igual que en Hallen, los tirantes sirven para subir y bajar la pluma, pero están sujetos al yugo con cuatro cables cortos de alambre de acero. Los extremos de los extremos superior y inferior de la driza se fijan a medios barriles en un cabrestante. De esta manera, la botavara se mueve a la misma velocidad que el cabrestante desvía el extremo superior de la driza y arrastra el extremo inferior de la driza, y viceversa. Los extremos giratorios también están enrollados en otro medio cañón. Hay un tercer cabrestante para izar la carga sobre el yugo. Los corredores disminuyen el balanceo y la rotación de la carga. Un controlador dúplex tipo joystick dirige la torre de perforación Velle.
La torre de perforación Stülcken patentada se utiliza para cargas pesadas. Proviene del astillero alemán HC Stülcken & Sohn , posteriormente adquirido por el astillero vecino Blohm & Voss . Esta torre de perforación puede manejar hasta 300 toneladas . El Stülcken se puede preparar en pocos minutos (más rápido que una torre de perforación pesada tradicional), no requiere mucho espacio y se maneja mediante cuatro cabrestantes. El Stülcken se fija entre dos postes Samson no atirantados en forma de V. Esto hace posible dejar que la torre de perforación se balancee a través de los postes para llegar a otra trampilla. Cada poste tiene un torno de elevación, un torno de tramo y una palanca accionada por un solo hombre. Los cojinetes, los pivotes, las poleas y el cuello de cisne pueden durar cuatro años sin mantenimiento y crean una fricción de sólo alrededor del 2%. Los aparejos de luz son independientes y la driza es infinita. Con los cabezales de suspensión giratorios en los postes, se tarda diez minutos en girar completamente. En el tipo de bloque de doble péndulo, la mitad del aparejo de carga se puede anclar a la base de la pluma. Para duplicar la velocidad del gancho, la driza pasa por las compras ya que un extremo está asegurado, lo que reduce la carga de trabajo segura a la mitad. Las dimensiones típicas de un Stülcken de 275 toneladas son 25,5 m de longitud, 0,97 m de diámetro, 1,5 m a 3,4 m de diámetro de los postes, 18 m de separación de los postes (extremo superior) y 8,4 m de separación de los postes (extremo inferior). El gancho de un Stülcken de 275 toneladas completamente cargado puede moverse a 2,3 m por minuto. Si solo se asegura una compra y la torre de perforación está cargada con 137 toneladas, el gancho puede moverse a una velocidad de 4,6 m por minuto. Se puede ganar aún más velocidad cuando las relaciones del cabrestante se reducen a 100 toneladas (triple velocidad) y 68 toneladas (cuádruple velocidad). Después de separar la mesa de unión, el tipo de bloque de doble péndulo de Stülcken puede girar, lo que permite que los bloques inferiores oscilen libremente a cada lado de la pluma. De esta manera la torre de perforación puede alcanzar una posición vertical. Una cuerda de toro tira de la torre de perforación hacia el otro lado hasta que el peso de la carga inclina la torre de perforación, de modo que los aparejos de luz ahora tienen el peso en el otro lado. La mesa de unión vuelve a estar fija y la torre de perforación puede empezar a trabajar por el otro lado. También hay Stülcken con bloques pendulares individuales. En este modelo se separa el gancho de carga y los bloques de carga superior e inferior se transportan al centro del Stülcken. Para volcar la torre de perforación se vuelve a utilizar la gravedad.
Medios relacionados con torres de perforación en Wikimedia Commons![Torre de perforación rígida realizando aparejos de gran altura en una azotea[8]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/61/Budco_Stiffleg_Derrick.jpg/1280px-Budco_Stiffleg_Derrick.jpg)