Equipos para la perforación de pozos petroleros

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Informe final

Daniel Santiago Sánchez Giraldo

Carmen Lidotchka Guerra Sierra

Jonatan Cardona Cardona

Ronald David Ayure Zarta

Mariana Rincón Rendón

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Minas, Departamento de procesos y energía

Medellín, Colombia

2020

Equipos para la perforación de pozos petroleros

Daniel Santiago Sánchez Giraldo

Carmen Lidotchka Guerra Sierra

Jonatan Cardona Cardona

Ronald David Ayure Zarta

Mariana Rincón Rendón

Profesor (a):

Carlos Mario Sierra Restrepo

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Minas, Departamento de procesos y energía

Medellín, Colombia

2020

Resumen

El propósito u objetivo de tratar estos conceptos se debe a que la perforación de pozos petroleros es un tema de vital importancia en la industria petrolera y se irá tratando en toda la etapa de estudios de la ingeniería de petróleos. El ingeniero de petróleos debe estar completamente familiarizado no sólo con los conceptos de perforación, tipos de perforación conocidos, como lo son la perforación rotatoria (que consiste en la perforación de pozos de grandes profundidades) y perforación de percusión (utilizado para perforaciones de pozos someros o de muy poca profundidad), sino con los diferentes equipos de perforación que existen en la industria petrolera, para facilitar la extracción del crudo; los cuales para cada tipo de explotación petrolera, ya sea costa afuera o terrestre, es utilizado un sistema y tipo de equipo totalmente diferente.

Palabras clave: Perforación, rotatoria, percusión, petrolera, pozos, equipos, sistema.

Abstract

The purpose or objective of dealing with these concepts is due to the drilling of oil wells is a topic of vital importance in the oil industry and will be treated throughout the stage of oil engineering studies. The petroleum engineer must be completely familiar not only with the concepts of drilling, known types of drilling, such as rotary drilling (consisting of drilling deep wells) and percussion drilling (used for drilling shallow wells or very shallow), but with the different drilling equipment that exists in the oil industry, to facilitate the extraction of crude oil; which for each type of oil exploitation, whether offshore or land, a totally different system and type of equipment is used.

Keywords: Drilling, rotary, percussion, oil, wells, equipment, system.

Contenido

Pág.

Resumen        lII

Lista de figuras        Vl

Introducción        Vll

1.        Objetivos        lX

1.1        Objetivos generales        lX

1.1.1        Objetivos específicos        lX

2.        Equipos para la perforación de pozos petroleros        X

2.1        Equipos de perforación de pozos para explotación costa afuera        X

2.1.1        Plataforma y tipos de plataformas        Xl

2.2        Equipos de perforación de pozos para la explotación terrestre        13

2.2.1        Método de percusión        13

2.1.2        Método de perforación rotatoria        Xl

A.        Anexo: Nombrar el anexo A de acuerdo con su contenido        21

B.        Anexo: Nombrar el anexo B de acuerdo con su contenido        23

Bibliografía        25

Lista de figuras

Pág.

Figura 1:        Tipos de plataformas y/o buques de perforación de pozos .        6

Introducción

Desde su inicio, la extracción de petróleo siempre ha sido una práctica que precisa el uso de maquinaria de alto tráfico, este conjunto de equipos son fundamentales para una exitosa operación de extracción. Son equipos perfectamente programados para la perforación, excavación y sustracción de materiales del suelo, así como están diseñados para trabajar y rendir en cualquier lugar y ambiente en que sean puestos a prueba; su máximo rendimiento es importante para una industria que tiene tanta fuerza en el mercado como lo es el petróleo, por lo que no es muy difícil darse cuenta que en esta industria a mayor producción, mayor ganancia. Razón por la cual es necesario realizar una buena inversión en los equipos de extracción.

Es sabido que la industria petrolera avanza constantemente desde la primera extracción registrada con equipos en el año 1859, que sin duda no fueron utilizadas las mismas técnicas y maquinaria que podemos notar en la extracción actual, paulatinamente se dan a conocer significativos avances que hacen esta práctica un trabajo menos extenuante y más dócil para los operarios. Pasando desde los artefactos más rudimentarios, hasta un equipo altamente refinado, se ha visto envuelta esta práctica con más de un siglo de historia de innovaciones y nuevas estructuras de fácil integración y uso en la práctica de extracción. 

Desde el principio, solamente impulsado por un motor de vapor, las torres de extracción han cumplido con su objetivo progresivamente, siendo útiles y autosuficientes para la recolección de 25-30 barriles por día en cada torre, para los primeros años de operaciones. Estas cifras se veían cada vez más insuficientes para la demanda que generaba el nuevo crudo a nivel mundial, aunque la ausencia de nuevos pozos era nula, si lo eran los yacimientos a poca profundidad, factibles para la ardua jornada que realizaban los motores de vapor, que se quedaban cortos a una mayor profundidad de los 30 metros.

Fue necesario introducir a la maquinaria de extracción una nueva herramienta capaz de excavar a mayores profundidades de las que ya se habían realizado. El taladro de perforación rotatoria fue implementado a las estructuras de excavación por su movilidad, flexibilidad y su profundidad máxima de extracción, además de trabajar a motor y dejar la práctica de uso del carbón para impulsar la maquinaria que después de su invención quedaría limitada y reducida a partir de los años siguientes. 

Después de tener una óptima perforación, con alcances de los pozos que surgieran, era necesario la implementación de un nuevo equipo que cumpliera con el papel de traer a superficie el crudo almacenado en los pozos. Ubicada en la superficie del pozo, la bomba de varilla levanta mecánicamente los líquidos a retirar, aplicando la presión necesaria que el crudo por sí mismo no tiene, haciéndolo llegar a superficie, fluyendo por los costados de la perforación realizada por el taladro rotatorio y almacenándose en una tubería previamente instalada, la bomba de varilla cumple una de las funciones más complicadas en la extracción de próximos hidrocarburos, es por esto que su proliferación en la mayoría de los pozos a nivel mundial no se hizo esperar. 

Comparando estas actividades con las que podemos denotar en la actualidad, nos podemos dar cuenta que los sistemas de extracción han perdurado a través de las décadas, que los cambios son de mayor pronunciación en diferentes complementos  utilizados para la propiciación de la salida del crudo a superficie, influyendo factores químicos que estimulan la presión de salida cuando el hidrocarburo no tiene la capacidad de hacerlo por sí solo. (Efemérides, 2015)

1. Objetivos

1. Objetivos generales

Dar a conocer de una manera general los componentes y utilidades de los equipos de perforación implementados en la industria petrolera para la extracción de hidrocarburos  en el subsuelo; haciendo énfasis también en las ventajas y desventajas que existen entre estos equipos.

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