Roberto Cachón Aguirre

Universidad Autónoma del Carmen

25/03/2015

2015Resumen de la primera unidad de perforación en aguas profundas.

Profesor:

Dr. Ulises Olea González

Contenido

Tema Página

Introducción……………………………………………………………………………2

Barcos en la industria petrolera……………………………………………………..3

Plataformas semisumergibles……………………………………………………….10

PTL y DDCV……………………………………………………………………………12

Plataformas Spar………………………………………………………………………13

Preventores Submarinos……………………………………………………………..15

Risers……………………………………………………………………………………18

Cabezales submarinos………………………………………………………………..21

Conclusión………………………………………………………………………………24

Bibliografía. ……………………………………………………………………………..25

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Introducción

El término "Aguas Profundas" se refiere a la Exploración y Explotación en yacimientos de hidrocarburos en regiones ubicadas en tirantes de agua mayores a 500 metros" (distancia entre la superficie y el lecho marino), tirantes de agua superiores a los 1,500 m, se considera aguas ultra-profundas.

Las aguas profundas constituyen un ambiente extremadamente difícil, derivado de los altos costos de los equipos de perforación, terminación e intervención a pozos, la complejidad de la extracción en desarrollos submarinos, el aseguramiento de flujo, los riesgos, y las condiciones climatológicas adversas.

La exploración y producción de hidrocarburos en aguas profundas del Golfo de México es importante porque existen reservas potenciales del orden de 104,000 MMBPCE, de las que 54,000 millones están en aguas patrimoniales mexicanas.

Es de vital importancia documentarse y entrenarse para ser altamente competitivo en la industria. A continuación este trabajo de investigación nos da una introducción de los componentes principales que se deben conocer antes de la perforación en aguas profundas.

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Barcos en la industria petroleraBarcos remolcadores

Un remolcadores una embarcación utilizada para ayudar a la maniobra de otras embarcaciones, principalmente al halar o empujar a dichos barcos o similares en puertos, pero también en mar abierto o a través de ríos o canales. También se usan para remolcar barcazas, barcos incapacitados u otros equipos.

En los puertos, su objetivo es guiar cuidadosamente a la embarcación a su destino de atraque donde se llevará a cabo la carga y descarga. En algunos casos puede llevar a la representación de la autoridad de puerto, transferirlo al barco para acompañar al capitán en la maniobra mientras el remolcador acompaña la trayectoria y maniobra de entrada a puertos. Garantiza así la prevención de accidentes y colisiones con estructuras, tierra firme y otras embarcaciones.

Los remolcadores son muy fuertes para su tamaño. Los primeros remolcadores tenían un motor a vapor; hoy en día funcionan con diésel. Los motores de los remolcadores típicamente producen de 750 a 3.000 caballos de fuerza (de 500 a 2.000 kW), pero los más grandes (usados en aguas más profundas) pueden producir hasta 25.000 caballos de fuerza (20.000 kW). Los motores a menudo son los mismos que los de las locomotoras, pero típicamente mueven las hélices mecánicamente en vez de convertir el resultado a energía para motores eléctricos, como es común en las locomotoras. Por seguridad, los motores de los remolcadores tienen dos elementos de cada parte crítica como redundancia.

3Ilustración 1 Barco remolcador

Barcos Abastecedores.

Embarcaciones destinadas al transporte de equipo, comisaria, agua, materiales y demás objetos que requieran ser trasladados desde tierra a las plataformas marinas o de una plataforma a otra o entre embarcaciones.

Ilustración 2 Barcos abastecedores

Barcos Inspectores.

Embarcaciones dedicadas a la inspección de ductos marinos, subestructuras y superestructuras en plataformas y demás instalaciones marinas para evaluar su estado físico, estas incluyen el tipo abastecedor / remolcador.

Barcos de Operaciones Especiales.

Embarcaciones de apoyo con características especiales utilizadas para realizar operaciones especificas en plataformas, tales como protecciones contraincendio, estimulación de pozos, aportación de lodos de perforación y baterías de separación.

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Barcos Estimuladores de Pozos.- Embarcación utilizada para la inyección de productos químicos para la reactivación de un pozo petrolero.

Ilustración 3 Barcos estimuladores

Barco Lodero: Embarcación utilizada para el control de pozos mediante la inyección de fluidos a la formación tales como: salmueras, lodos base agua y diésel se encarga de almacenar transportar y bombear este fluido.

Ilustración 4 Barco lodero Caballo Lusitano

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Barcos Grúa o de Mantenimiento. Embarcaciones con autopropulsión, que se dedican a la construcción, reparación o mantenimiento mayor de instalaciones costa fuera.

Barcazas. Embarcaciones sin propulsión propia, que proporcionan servicios de construcción de ductos submarinos y mantenimiento a plataformas.

Barcos perforadores (Drill ships) Son unidades de perforación con mayor movilidad, y operan en profundidades marítimas entre 200 y mil metros, utilizando un sistema de anclas, y en aguas más profundas de mil metros utilizando un sistema de posición dinámica. Son básicamente, grandes barcos instalados con un sistema completo de perforación. Son particularmente útiles en áreas lejanas puesto que necesitan un apoyo limitado. La perforación se efectúa por el medio de una gran apertura al fondo del casco, que se llama “THE MOON POOL”Un barco de perforación es una embarcación marítima que ha sido equipado con los equipos de perforación. Se utiliza con mayor frecuencia para la perforación exploratoria  mar adentro de petróleo  , pozos de gas en aguas profundas o

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para perforaciones científicas . El buque de perforación también puede ser utilizado como una plataforma para llevar a cabo trabajos de mantenimiento o bien la completación tales como tuberías de revestimiento y de instalación de instalaciones submarinas o árboles. A menudo se construyen cumpliendo con las especificaciones de diseño de la compañía de producción de petróleo y / o los inversores, pero también se puede hacer  una modificación del casco para equiparlo  con un sistema posicionamiento dinámico para mantener su posición sobre el pozo.Las mayores ventajas de estos barcos perforadores, es que modelos modernos tienen la capacidad para perforar en aguas de más de 2500 metros y reducción de tiempo entre campos de petróleo en todo el mundo. Drillships son completamente independientes, en contraste con los semisumergibles y barcazas autoelevables.

Buques Petroleros. Un petrolero es un buque cisterna de construcción especial, diseñado para el transporte de crudo o productos derivados del petróleo.

Los petroleros doble casco, en detrimento de los más antiguos diseños de un solo casco, son menos sensibles a sufrir daños y provocar vertidos en accidentes de colisión con otros buques o embarrancamiento.

Los cargamentos de un petrolero se dividen en:        - Pesados o sucios: crudos, asfalto, fuel-oil.        - Ligeros o limpios: gasolinas, gasoil, keroseno, etc.

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Si se transporta crudo, fuel-oil y en general productos de gran viscosidad, hay que calentar los tanques, para darle fluidez a la carga y facilitar la descarga. El llenado y vaciado se hace por el fondo.

El lastrado se realizaba llenando con agua los tanques de carga, actualmente en los buques de nueva construcción llevan tanques de lastre separados.Como complemento de los tanques de carga, están los tanques de decantación “Slop” destinados a retener los residuos de las mezclas generadas por el lavado de los tanques con crudo. Normalmente se disponen dos, a popa de los de carga.La propulsión actualmente suele ser por medio de motor Diesel lento (antiguamente se empleaban turbinas de vapor), se suelen incorporar también una caldera de gases de escape y una o dos calderas de mecheros para alimentar las turbobombas de carga y calefacción de tanques.

Cuando se vacían los tanques éstos se llenan con vapores de petróleo y gases explosivos, para eliminarlos se emplea el equipo de gas inerte.

Unidades flotantes de producción, almacenaje y descarga (FPSO). Estas unidades flotantes generalmente son utilizados en los campos tradicionales de producción de hidrocarburos costa afuera, cuando no es posible la conexión a las instalaciones de tierra con una línea troncal de ductos. En ellas no sólo se procesan los hidrocarburos producidos sino que también los almacenan por un tiempo determinado, hasta que una embarcación de trasbordo hace el descargue para llevarlo a tierra.

Los FPSO son de gran utilidad en yacimientos en etapas tempranas de producción donde, además de no existir una infraestructura de ductos, no se han concluido las pruebas definitivas de pozo. En estos casos, una vez se desarrolla completamente

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la infraestructura de producción y transporte, el FPSO puede ser instalada en un nuevo campo de producción en etapa temprana de desarrollo o en otro campo marginal.

La mayoría de los FPSO se han construidos reformando y convirtiendo grandes buques tanqueros que cuenten con un sistema de posicionamiento dinámico. Estos sistemas permiten que una embarcación mantenga una determinada posición o dirección, utilizando sus propios propulsores y midiendo de manera permanente y comparando su posición con respecto a la posición de referencia.

Las unidades FPSO como unidades flotantes están sometidas a todas las condiciones de entorno propias del ambiente marino. En cuanto a sus prestaciones operativas presentan diferencias significativas con la de un buque convencional. Estos deben permanecer anclados en su posición a lo largo de todo el ciclo de vida del yacimiento que explota. Esto supone, por un lado, una mayor exposición a los fenómenos de fatiga y por otro, una necesidad de preveer que no es posible realizar varadas intermedias para inspección y reparaciones. Por tanto, todos sus elementos constituyentes han de tener una mayor robustez y estar diseñados bajo esta consideración de vital impacto en la operación y mantenimiento de la unidad.

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2-Plataformas semisumergibles

Este tipo de plataformas semisumergibles, a diferencia de las habitaciones fijas, tienen la ventaja de trasladarse fácilmente a diferentes localizaciones donde exista mayor demanda de alojamiento; de acuerdo a las necesidades de nuestros clientes.

Los equipos semisumergibles tienen dos o más pontones sobre los cuales flotan. Un pontón es una sección rectangular de acero, largo, relativamente estrecho y hueco. Cuando un semisumergible se mueve los pontones contienen demasiado aire para que el equipo flote sobre la superficie. En muchos casos se sujetan barcos remolque a dicho equipo para moverlo hasta el sitio de la perforación. De cualquier forma algunos semisumergibles son autopropulsados por unidades empotradas que pueden conducir al equipo hasta donde se requiera.Los semisumergibles deben su nombre al hecho de que al perforar no tienen contacto con el fondo marino. Un equipo semisumergible ofrece una plataforma perforadora más estable que un barco perforador el cual opera mientras flota en la superficie del mar.

Las columnas cilíndricas o cuadradas se extienden desde los pontones hacia arriba para que sobre ellas descanse la cubierta principal. Los semisumergibles a menudo utilizan anclas para mantenerse en la estación perforadora. Este equipo es capaz de soportar aguas toscas y son capaces de perforar en aguas de miles de metros de profundidad. Muchos trabajan en tirantes de agua del orden de 1,000 a 3,500 pies (300 a 1000 metros). Los más modernos pueden perforar en aguas con 8,000 pies(2,500 metros) de tirante, son las estructuras más grandes que se han fabricado para este fin, ya que uno de los más grandes tiene más de 100 pies de alto y la cubierta principal es más grande que un campo de fútbol.

Las plataformas semisumergibles evolucionaron de las sumergibles. Actualmente son diseñadas para operar bajo severos estados del mar y bajo fuertes vientos. La configuración general de estas consiste en dos cascos inferiores los cuales se usan para estabilizar la plataforma, además de ser los cascos primarios cuando la plataforma está siendo remolcada. Por su tamaño y localización, las unidades semisumergibles ofrecen poca resistencia a ser remolcadas mientras proveen demasiada estabilidad.

Existen otros diseños de plataformas semisumergibles como lo son las triangulares, las de cuatro cascos longitudinales y las pentagonales con cinco flotadores. La unidad pentagonal es la mejor de los tipos Multi-cascos, ya que proporcionan una simetría única y la uniformidad de las características de estabilidad de las unidades muy buena. Estas no ofrecen la misma capacidad para ser remolcadas como las de cascos gemelos, pero proveen de buenas características cuando se perfora.

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En la selección de las unidades semisumergibles es necesario considerar lo siguiente:

Tirante de agua. Profundidad de perforación requerida. Criterio ambiental. Características de movimiento. La capacidad de los consumibles. Movilidad.

El movimiento que causa el mayor problema en las unidades semisumergibles es el que se provoca por el oleaje, es decir el movimiento vertical. Otra consideración en el diseño y operación de las plataformas semisumergibles es la propulsión. Los costos de la propulsión son altos, pero se recuperan en un periodo de tiempo razonable, si la movilidad es necesaria.

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3-Plataformas TLP y DDCV

Definiciones:

• TLP-Tension Leg Platform• Mini-TLP-Mini Tension Leg Platform• SPAR -Cylindrical Floating Vessels• DDCV-Deep Draft Caisson Vessel

Una TLP es una estructura híbrida que con relación a los grados de libertad horizontales es concebida como un sistema flotante y en los grados de libertad verticales es rígida como una plataforma. Las plataformas tipo TLP son muy parecidas a las plataformas semisumergibles, excepto en su sistema de anclaje y su cimentación. Una semisumergible es anclada a través de líneas en catenaria o inclinadas, formadas por cadenas, cables de acero o poliéster, presentando fuerzas de restauración en el plano horizontal y poca rigidez en el plano vertical. Las líneas de anclaje de una TLP son tubos de acero colocados verticalmente, y son comúnmente referenciados como tendones.

El casco de flotación puede ser compuesto por columnas y pontones (como en las TLP´s y las Semi´s), por una sola columna de gran diámetro (como en las mini-TLP´s y las Spar´s), o tipo embarcación como los FPSO´s. El casco aporta la rigidez, la flotación y la estabilidad necesarios para soportar las acciones ambientales y los pesos de los equipos y cubiertas, su peso propio, el peso de los risers y las líneas de amarre, así como los pesos de los líquidos (aceite crudo, combustibles, agua potable y agua de lastre, entre otros) almacenados en sus compartimentos internos. En la Figura 4.2 se muestran los

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componentes principales de un topside y el casco de flotación de una plataforma Semisumergible.

Su instalación es muy sencilla ya que no requiere barcazas grúa. Tienen una gran estabilidad en condiciones meteorológicas severas.

4-Unidades SPARLos avances tecnológicos permiten en la actualidad extraer gas y petroleo de aguas de mucha profundidad. Las plataformas llamadas SPAR han sido desarrolladas como alternativa a las tradicionales y son utilizadas en aguas de mucha profundidad, por encima de 1500-2000 metros de profundidad. Las primeras plataformas de este tipo comenzaron a operar en los 90, síntoma de que el desarrollo tecnológico es capaz de prolongar las existencias productivas de combustibles fósiles mucho más allá de las predicciones realizadas durante las décadas anteriores.La siguiente imagen muestra los distintos tipos de plataformas existentes y la profundidad a las que suelen perforar el lecho marino.

Una plataforma Spar consiste en un cilindro de gran tamaño que a modo de boya

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aporta la flotabilidad necesaria. El concepto es similar al de un iceberg, pues la mayor parte del cilindro está sumergido. Esto hace que disminuya el centro de gravedad de la estructura haciéndola más estable a vientos, olas y mareas. Rellenar parte del cilindro con un líquido más denso que el agua es lo que permite obtener un centro de gravedad más bajo que el punto de flotabilidad. Puro Arquímedes en el siglo XXI.

Los cilindros suelen ir acompañado de una estructura espiral externa que aporta más estabilidad. Estas espirales eliminan en parte las turbulencias que puede generar el gran cilindro en el agua dirigiendo el flujo a través de las espirales de modo que no haya remolinos en el lado contrario a la corriente. Los movimientos laterales que pueden provocar estas turbulencias pueden llegar a ser de cientos de metros sobre la posición de la plataforma. Las espirales eliminan en parte el vortex que se genera tras ellas disminuyendo las vibraciones y movimientos de la

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5-Preventores SubmarinosUna vez que se haya corrido la columna de tubería de revestimiento de soporte (guía) y se haya instalado la cabeza de pozo, se puede instalar el sistema de control de pozos submarino.Este sistema consiste en el conjunto de BOP, el Conjunto Inferior del Riser (LMRP), el Sistema de Control y el Riser.Los preventores de un conjunto submarino por lo general son más grandes y requieren más fluido para cerrarlos que los preventores de un conjunto convencional en la superficie. El conjunto submarino está en su sitio remoto, no es fácil verificarlo para ver si de hecho se ha cerrado un preventor.

Características típicas de un BOP submarino

Válvulas de matar, choque y aislamiento. Prevenga ahogo del choque y la línea de matar cuando ocurren desconexiones planeadas o no planeadas.

Riser Boost Line and Valve Para ayudar en la limpieza del hoyo, cuándo se perforan huecos de diámetro pequeño, causados por la reducción AV del lodo en el Riser ID. También puede ser usado para sacar gas o “matar el riser”.

Línea de venteo de gas. /Gas Vent Line) Usada para remover el gas que se ha podido acumular debajo del anular cerrado, durante la salida de la burbuja. El gas puede acumularse debajo de los preventores debido al efecto del “separador” cuando el influjo de gas está circulando a través del BOP y de la línea de choke.

Arietes de corte de tubería del múltiple Las embarcaciones de perforación de posicionamiento dinámico tienen una mayor necesidad de la capacidad de cortar y desconectar. Generalmente cuentan con cortadores redundantes o cortadores para diferentes tamaños de tubería de perforación.

Cortador de revestimiento Generalmente se instalan cortadores de revestimiento en los conjuntos submarinos cuando se utilizan en aguas profundas. Se requieren de ‘boosters’ adicionales para contar con una gran capacidad de corte.

Sensores de presión y temperatura Los censores electrónicos pueden ser de gran ayuda cuando circulamos amagos y ejecutamos LOT, etc.

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Consideraciones generales

Las líneas del choque y de matar submarinas, requieren conexiones flexibles con la junta telescópica.

Las válvulas de las líneas del choque y de matar tienen “fail-safe”y operan hidráulicamente.

Las líneas del choque y de matar se deben fijar para que resistan la vibración.

Las líneas del choque y de matar a través de la unión flexible, deben ser flexibles y no restringir el movimiento de la unión superior, hasta el máximo de deflexión diseñado.

Se deben utilizar tees para todos los codos de 90°. La línea del choque y la línea de matar se deben direccionar dentro del

manifold para permitir el reemplazo de uno o el aumento del otro. El BOP proporciona estabilidad para la intervención del ROV en situaciones

de emergencia o cuando los sistemas primarios de control han fallado.

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El ROV son sus brazos y sus ojos debajo del agua. Su función es ejecutar tareas con cámaras, y apoyar la operación de perforación.

Las funciones críticas del conjunto están controladas por un sistema hidráulico de intervención “over ride” operado a través de centralizadores las cuales tienen fluido de reserva desde 5000 psi 6 gpm de bomba en el ROV.

La BOP submarina debe equiparse con paneles de control para la intervención en vivo con las funciones del BOP. También debe instalarse un panel de válvulas de entrenamiento.

Las funciones de los hots stabs incluyen:

Abrir el BOP de cabeza de pozo y los conectores de LMRP primarios y secundarios.

Soltar el anillo-empaque de la cabeza del pozo y los conectores de LMRP Cierre los arietes de corte superior e inferior.

Acumuladores submarinos

El conjunto de acumuladores submarinos cumple con tres funciones: 1. Mejorar el tiempo de respuesta El incremento en la profundidad del agua, disminuye la velocidad a la que pueden funcionar las preventoras. Esto puede ser causado por expansión del fluido en las líneas de suministro o por perdida de presión en las líneas. 2. Uso en caso de emergencia Los taladros flotantes están generalmente equipados con sistemas de control de respaldo acústico, para operar las funciones del conjunto. El montaje del conjunto de acumuladores de estar en capacidad de cerrar como mínimo un juego de arietes, un preventor anular, y soltar y desconectar el riser, todo desde el sistema de reserva acústico. 3. Amortiguación de surgencia Los acumuladores submarinos proporcionan amortiguación para el fluido de poder del preventor anular. Esto facilita las operaciones de stripping. Es usual utilizar acumuladores de capacidad nominal de 10 gal.

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Ilustración 5 Panel de control ROV

6-RisersEl riser marino o riser de perforación es la tubería ascendente que proporciona un conducto para operar la tubería de perforación y demás herramientas al interior del pozo y evitar la comunicación de los fluidos del pozo con el medio marino. El control del pozo se lleva a cabo mediante un par de tuberías paralelas al riser marino, llamadas tubería de estrangular y tubería de matar.

Debido a las diferentes funciones que realizan los risers, estos reciben diferentes nombres. Se acostumbra indicar que un “riser marino” se utiliza para propósitos de perforación. Por otro lado, si el riser es utilizado para operaciones de terminación y/o reparación de pozos, entonces se llamará riser de terminación/reparación. Si el riser es usado en operaciones de producción, entonces es llamado “riser de producción”. Sin embargo, debido a la variedad de tipos de riser de producción, se acostumbra nombrarlos de acuerdo a otras características, por ejemplo: integral, no integral, flexible, rígido, lazy, etc.

En general, el riser de perforación es un conducto sencillo cuya finalidad principal es el acceso de la tubería de perforación y otras herramientas. Mientras que un riser de terminación/reparación es mucho más sofisticado y costoso.

Este último puede tener uno, dos o más conductos internos para las diferentes líneas de fluidos utilizadas en el interior del pozo. Por ejemplo, un agujero para el interior de la tubería de producción; un agujero para el espacio anular, uno más para la inyección de productos químicos; otro para la línea hidráulica para operar la válvula subsuperficial de control superficial SCSSV (válvula de tormenta).

Finalmente, los risers de producción son conductos de un sólo agujero o agujero múltiple que permiten la producción/inyección de fluidos desde o hacia los pozos hasta la plataforma de producción o receptora para su posterior transporte y/o tratamiento.

El riser está integrado por:

Cuerpo del Riser- Es el tubo estructural conductor principal que conforma el riser en general. Se integra por tramos unidos directamente por las uniones del riser.

Uniones del Riser- Las uniones del riser están instaladas en los extremos de cada junta del riser para conectar las diferentes secciones. Existen diferentes uniones de riser, dependiendo del fabricante. Las uniones pueden ser bridadas o mecánicas.

Junta Telescópica- se instala en la parte superior de la sarta del riser de perforación y se utiliza para compensar los movimientos verticales entre el

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equipo de perforación y el conjunto de preventores submarinos debidos al movimiento del equipo por el oleaje.

Junta Flexible- Se instala en la parte superior del conjunto de preventores y en la parte inferior de la sarta del riser de perforación . se utiliza para compensar los movimientos laterales entre el equipo de perforación y el conjunto de preventores submarinos debidos al movimiento del equipo por el oleaje. La máxima deflexión soportada por la junta flexible es de 10°.

Conectores del Riser- son la interface de unión entre el riser y el conjunto de preventores, en la parte inferior, o entre el riser y la superficie.

Sistema Tensionador del Riser- consiste de un conjunto de líneas de acero o cables que mantienen en tensión el riser marino con el fin de evitar que la totalidad de su peso se recargue sobre sí mismo y sobre el conjunto de preventores o sobre el cabezal. Este peso crearía cargas adicionales de flexión y de pandeo que podrían fatigar alguno de los componentes del sistema de perforación submarino.

Válvula de Llenado- se coloca en cualquier lugar de la sarta del riser para prevenir el colapso, en caso de que se abata el nivel del fluido de perforación en el interior.

Conjunto Inferior del Riser- está formado típicamente por un conector (riser/junta flexible), la junta flexible, uno, dos o ningún preventor anular, pods de control submarino y un conector hidráulico que une el sistema inferior del riser con el resto del conjunto de preventores.

Líneas de Estrangular, de Matar y Auxiliares- son utilizadas para proporcionar un flujo controlado de aceite, gas, o de fluido de perforación desde el pozo perforado hasta la superficie cuando el conjunto de preventores esta cerrado. Las líneas de estrangular y de matar se utilizan en el control de brotes a fin de prevenir que lleguen a ser reventones.

Las líneas de estrangular, de matar y auxiliares, transportan fluidos a través del riser. En la mayoría de los casos, estas líneas son una parte integral de cada una de los tramos del riser y están afianzadas sobre un extremo lateral del tubo principal del riser, en las uniones.

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7-Cabezales de pozos submarinos.Los componentes de los cabezales que se utilizan en perforación y terminación de pozos en aguas profundas han evolucionado a partir de aquellos utilizados en tierra, para su aplicación como equipo submarino. Los componentes de los cabezales submarinos son:

Interfase Cabezal-Colgador de Tubería de Producción Conjunto de Sellos Anulares Tipo Metal a Metal Sistema Avanzado de Sellado Metal a Metal Tipos de Conjuntos de Sello Sistema de Colgador Opcional Base Guía Permanente

SISTEMAS COOPER CAMERON

Sistema STC-10, de 10,000 psi Sistema STM-15, de 15,000 psi y sellos metal a metal

SISTEMAS ABB VETCO GRAY

Sistema SG-5, de 10-15,000 psi, sellos metal a metal y tres o cuatro colgadores

Sistema SG-5XP, de 10-15,000 psi, sellos metal a metal y cuatro colgadores

Sistema MS-700, de 15,000 psi, sellos metal a metal tecnología MS-1

SISTEMA FMC

UWD-15, de 15,000 psi con sellos metal a metal

Los cabezales submarinos están disponibles en tamaños de 13 5/8 “, 16 ¾“, 18 ¾“ y 21 ¼”. Tradicionalmente, los colgadores de tubería se han diseñado para colocarse dentro de la TR de 13 5/8” y adaptarse a tamaños mayores. Estos colgadores cierran y sellan directamente dentro del colgador de la TR de producción (usualmente 9 5/8”), excepto para el sistema de 13 5/8” donde se requiere una bola adaptadora roscada de terminación.

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Estos sistemas son principalmente para servicio de 5,000 psi. Los colgadores de TP de capacidad mayor de presión (10,000 psi), cierran directamente sobre el nido del cabezal de alta presión. Pueden sellar ya sea en el colgador de la TR de producción o en el nido del cabezal.

Ilustración 6 Sistema de colgador de TP instalado en un sistema de cabezal submarino.

En un pozo submarino, la tubería de producción está soportada y sellada dentro del nido del cabezal en el fondo marino por un colgador de tubería. Dicho colgador, combinado con las herramientas para instalarlo, describe un Sistema de Colgador de Tubería de Producción.

El Sistema de Colgador de Tubería de Producción consiste principalmente de un colgador de tubería, de una herramienta instaladora y de un riser de terminación para conectarse al cabezal submarino.

La principal función del colgador es proporcionar un soporte mecánico para la tubería de producción y un medio de comunicación para los agujeros de

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producción y del espacio anular dentro del árbol de producción submarino. El colgador de tubería también sella el espacio anular entre la tubería de producción y la de revestimiento, al mismo tiempo que proporciona un acceso al espacio anular para comunicación con el fondo del pozo. Las válvulas de seguridad subsuperficiales colocadas en el pozo están controladas mediante fluido de control, el cual pasa a través del colgador de tubería. Adicionalmente, los sensores de fondo especializados, si se requieren, transmiten información a través del colgador de tubería, ya sea mediante presión hidráulica o señales eléctricas.

Ilustración 7 configuración de sellos del colgador de Tubing instalado en un cabezal submarino

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Conclusión.Los principales retos tecnológicos en aguas profundas están relacionados con perforación y terminación de pozos, el aseguramiento de flujo, la operación en condiciones de alta presión y alta temperatura, los georiesgos en el lecho marino, los riesgos oceanográficos y meteorológicos, y los riesgos de operación.

La explotación de los hidrocarburos en aguas profundas exige que se cuente con las capacidades para evaluar, seleccionar, adecuar, desarrollar, aplicar y operar la tecnología, considerando las condiciones propias de cada región y de los hidrocarburos. Por lo que es necesario tener muy presentes los conocimientos básicos asi como saber los componentes en un equipo de perforación en aguas profundas el cual es muy similar al convencional.

Lo que se presentó en este resumen fue una introducción a las aguas profundas.

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BibliografíaAcercamiento y amarre de embarcaciones a instalaciones costa afuera NRF-043-PEMEX-2003 (2008)

Cabezales de pozos y árboles de navidad- schlumberger manual de operaciones (2009)

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