Plataforma de perforación

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 terrestre. Las plataformas de perforación pueden ser estructuras enormes que albergan el equipo utilizado 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; en este caso, se denominan barrenas . Las plataformas de perforación pueden tomar muestras de depósitos minerales del subsuelo, analizar las propiedades físicas de la roca, el suelo y el agua subterránea , y también se pueden utilizar para instalar estructuras subterráneas, como servicios públicos, 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 petrolíferas , comúnmente llamadas "plataformas petrolíferas en alta mar", incluso si no contienen una plataforma de perforación). Por lo tanto, el término "plataforma" generalmente se refiere al complejo equipo que se utiliza para penetrar la superficie de la corteza terrestre .

Las plataformas de perforación de tamaño pequeño a mediano son móviles, como las que se utilizan en la exploración de minerales, la perforación de barrenos, pozos de agua e investigaciones ambientales. Las plataformas más grandes pueden 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 por el espacio anular del revestimiento , para enfriar y eliminar los recortes mientras se perfora un pozo. Los polipastos de la plataforma, o torre de perforación , pueden levantar cientos de toneladas de tubería . Otros equipos pueden inyectar ácido o arena en los yacimientos para facilitar la extracción de petróleo o gas natural; y en ubicaciones remotas puede haber alojamiento permanente y servicios de alimentación para las tripulaciones (que pueden superar el centenar). Las plataformas marinas pueden operar a miles de kilómetros de la base de suministro con rotaciones o ciclos de tripulación poco frecuentes.

Hasta que se desarrollaron los motores de combustión interna a finales del siglo XIX, el principal método para perforar rocas era la fuerza muscular del hombre o del animal. La técnica de perforación de petróleo mediante perforación por percusión o rotatoria tiene sus orígenes en la antigua dinastía china Han, alrededor del 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 parecían primitivos, aunque el proceso requería varias habilidades técnicas. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Estas habilidades incluían la disponibilidad de brocas de hierro pesadas y largas pértigas de bambú, la fabricación de cables largos y resistentes tejidos con fibra de bambú y palancas. Las brocas de hierro pesadas se fijaban a largos cables de bambú suspendidos de torres de perforación de bambú y luego se elevaban y dejaban caer repetidamente en un agujero excavado manualmente mediante dos a seis hombres que saltaban sobre una palanca. ^{[ 1 ]} Los pozos de petróleo de la dinastía Han hechos con perforación por percusión eran efectivos, pero solo alcanzaban los 10 metros de profundidad y los 100 metros en el siglo X. ^{[ 1 ]} Para el siglo XVI, los chinos estaban explorando y perforando pozos de petróleo de más de 2000 pies (610 m) de profundidad. ^{[ 2 ]} La tecnología china de perforación de pozos se introdujo en Europa en 1828. ^{[ 3 ]} Una variante modernizada de la antigua técnica china de perforación fue utilizada por el empresario estadounidense Edwin Drake para perforar el primer pozo de petróleo de Pensilvania en 1859 utilizando pequeñas máquinas de vapor para impulsar el proceso de perforación en lugar de la fuerza humana. ^{[ 1 ]} La perforación con herramientas de cable se desarrolló en la antigua China y se utilizó 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 aprendió sobre la perforación con herramientas de cable de trabajadores chinos en los EE. UU. ^{[ 4 ]} El primer producto primario fue el queroseno para lámparas y calentadores. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Desarrollos similares alrededor de Bakú abastecieron 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 las primeras perforadoras neumáticas de pistón alternativo de circulación inversa (RC). Las primeras quedaron prácticamente obsoletas para la mayoría de las perforaciones superficiales, utilizándose ahora solo en ciertas situaciones donde las rocas impiden otros métodos. La perforación RC demostró ser mucho más rápida y eficiente. Continúa mejorando gracias a una mejor metalurgia, lo que da lugar a brocas más duras y duraderas, y a nuevos compresores capaces de suministrar presiones de aire más altas a mayores volúmenes, permitiendo una penetración más profunda y rápida. La perforación diamantina se ha mantenido prácticamente sin cambios desde sus inicios.

Las plataformas de perforación de petróleo y gas natural se utilizan no solo para identificar yacimientos geológicos, sino también para crear pozos que permitan la extracción de petróleo o gas natural de dichos yacimientos. Principalmente en campos terrestres de petróleo y gas, una vez perforado un pozo, la plataforma de perforación se retira y se coloca en él una plataforma de servicio (una plataforma más pequeña) diseñada específicamente para la terminación de pozos, con el fin de ponerlo en producción. ^{[ 7 ]} Esto libera la plataforma de perforación para perforar otro pozo y agiliza la operación, además de permitir la especialización de ciertos servicios, como la terminación de pozos frente a la perforación.

Las perforadoras mineras se utilizan principalmente para dos fines: la perforación exploratoria, cuyo objetivo es identificar la ubicación y la calidad de un mineral, y la perforación de producción, empleada en el ciclo de producción minera. Las perforadoras utilizadas para la voladura de rocas en minas a cielo abierto varían en tamaño según el tamaño del orificio deseado y, por lo general, se clasifican en perforadoras de pre-división más pequeñas y perforadoras de producción más grandes. La minería subterránea (en roca dura) utiliza una variedad de perforadoras según el propósito deseado, como la producción, el anclaje, el cableado y la construcción de túneles.

En los inicios de la exploración petrolera , las plataformas de perforación eran semipermanentes y las torres de perforación se construían a menudo en el lugar y se dejaban allí tras la finalización del pozo. En la actualidad, las plataformas de perforación son máquinas costosas construidas a medida que se pueden trasladar de un pozo a otro. Algunas plataformas de perforación ligeras son como grúas móviles y se utilizan con mayor frecuencia para perforar pozos de agua. Las plataformas terrestres más grandes deben desmontarse en secciones y cargas para su traslado a un nuevo lugar, un proceso que a menudo puede durar semanas.

También se utilizan pequeñas plataformas de perforación móviles para perforar pilotes . Estas plataformas varían desde equipos de barrena helicoidal continua (CFA) de 100 toneladas cortas (91 000 kg) hasta pequeñas plataformas neumáticas utilizadas para perforar pozos en canteras, etc. Estas plataformas utilizan la misma tecnología y equipo que las plataformas de perforación petrolífera, pero a menor escala. 

Los mecanismos de perforación que se describen a continuación difieren mecánicamente en cuanto a la maquinaria utilizada, pero también en cuanto al método mediante el cual se eliminan los recortes de perforación de la cara de corte de la broca y se devuelven a la superficie.

Una plataforma de perforación automatizada (ADR, por sus siglas en inglés) 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 ]} Las ADR son plataformas ágiles que pueden moverse de una plataforma a otra a nuevos sitios de pozos más rápido que otras plataformas de perforación de tamaño completo. Cada plataforma cuesta alrededor de $25 millones. La 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 terminada, 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 para campos petroleros con sede en Calgary, Alberta, que fabrica ADR, afirma que son "más seguras de operar, tienen "inteligencia de control mejorada", "menor huella ambiental, rápida movilidad y comunicaciones avanzadas entre el campo y la oficina". ^{[ 8 ]} En junio de 2005, la primera plataforma de perforación automatizada inclinada (ADR) diseñada específicamente, la Ensign Rig No. 118, para aplicaciones de drenaje por gravedad asistido por vapor (SAGD) fue movilizada por Deer Creek Energy Limited, una empresa de arenas bituminosas con sede en Calgary. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Una barrena es una herramienta en 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 va a perforar, por lo que existen diferentes tipos de barrenas. ^{[ 11 ]} Las barrenas vienen en diferentes tamaños y pueden perforar agujeros de hasta 95 pies de profundidad. Son conocidas por su versatilidad, ahorrando tiempo y energía durante trabajos de construcción o incluso proyectos personales. La barrena es un tornillo helicoidal hecho de una carcasa de acero con paletas curvas que gira al ser empujado hacia el suelo por un cabezal de perforación. A medida que la barrena gira, trae el material excavado a la superficie, lo que ayuda a mantener el agujero abierto y evita que se derrumbe. Las barrenas se pueden montar en camiones u otras máquinas y vienen en diferentes longitudes y diámetros. La perforación con barrena se utiliza en muchos campos, incluyendo la construcción, estudios ambientales e investigaciones geotécnicas. También puede utilizarse para diversos fines, como por ejemplo:

• Instalación de pilotes perforados para ingeniería de cimentaciones
• Perforación de agujeros para aplicaciones industriales como postes telefónicos , postes solares y postes de terraza.
• Pequeños proyectos domésticos como jardinería, construcción de cercas y siembra de cultivos.
• Pesca en hielo

Existen diferentes métodos de perforación con barrena, incluyendo la perforación manual y la perforación con barrena de vástago hueco. La perforación manual es un método económico que se usa con frecuencia en áreas con suelo poco profundo, pero puede ser laboriosa y requerir mucho tiempo. La perforación con barrena de vástago hueco utiliza una barrena grande y hueca que extrae la tierra a medida que perfora.

La perforación con barrena suele ser más silenciosa y produce menos vibraciones que otros métodos, como la perforación con áncora, por lo que también se puede utilizar en zonas urbanas. Al usar una barrena, es importante tomar precauciones de seguridad, como usar equipo de protección: guantes, protectores oculares y auditivos, y botas cerradas. También debe asegurarse de que la barrena y sus accesorios estén bien sujetos, activar la marcha de alto torque del taladro y comenzar a perforar lentamente.

La Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (IADC) es la asociación comercial mundial que representa a la industria de la perforación. Fundada en 1940 y con sede en Houston, Texas, la IADC representa a contratistas de perforación, operadores de petróleo y gas y empresas de servicios en más de 50 países. ^{[ 13 ]}

La IADC publica Drilling Contractor , la principal revista técnica del sector que abarca la tecnología de perforación, las operaciones y las prácticas de seguridad. ^{[ 14 ]}

La Asociación Internacional de Productores de Petróleo y Gas (IOGP) es una asociación industrial global que representa a compañías petroleras y gasíferas y asociaciones nacionales. La IOGP colabora con contratistas de perforación y empresas de servicios para desarrollar estándares de seguridad, prácticas recomendadas y marcos de notificación de incidentes para las operaciones de exploración y producción. ^{[ 15 ]}

• Perforación : Proceso de agrandar un agujero ya perforado con una herramienta de corte de un solo punto. 
• Cortador de revestimiento – Equipo de perforación petrolera 
• Perforación láser : proceso de creación de agujeros pasantes mediante métodos de corte láser. 
• Lista de componentes de las plataformas de perforación petrolífera
• Sistema geotérmico mejorado : tipo de sistema de generación de electricidad. 
• Perforadora de chorro de llama : tecnología para la perforación de rocas 
• Exploración minera : Encontrar concentraciones de minerales comercialmente viables para su explotación. 
• Plataforma petrolífera : Estructura marina con instalaciones para la perforación de petróleo y otras instalaciones relacionadas. 
• Pozo petrolífero : Pozo perforado para extraer petróleo crudo y/o gas. 
• Pumpjack – Mecanismo de accionamiento para una bomba de pistón alternativo en un pozo petrolífero 
• Tecnología submarina : tecnología de operaciones sumergidas en el mar. 
• Big Stan (plataforma de perforación) – Plataforma de perforación grande montada sobre vehículo 
• Perforación direccional horizontal : método para instalar servicios subterráneos. Páginas que muestran breves descripciones de los destinos de redireccionamiento. 

• Guía de OSHA para plataformas de perforación